高二物理選修3-5知識點清單
高二物理選修3-5知識點清單
復習高二物理選修3-5課本內容,把握體系,有規(guī)律地復習知識點是非常重要的。下面學習啦小編給大家?guī)砀叨锢磉x修3-5知識點,希望對你有幫助。
高二物理選修3-5知識點(一)
1.黑體
能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體稱為絕對黑體,簡稱黑體.不透明的材料制成帶小孔空腔,可近似地看作黑體,研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質的基礎。
2.黑體輻射的實驗規(guī)律
黑體熱輻射的強度與波長的關系:隨著溫度的升高,一方面,各種波長的輻射強度都有增加,另一方面,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。黑體輻射規(guī)律如圖所示。
3.普朗克的能量量子化假說
輻射黑體分子、原子的振動可看做諧振子,這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能,但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài),在這些狀態(tài)中,諧振子的能量并不像經典物理學所允許的可具有任意值,相應的能量是某一最小能量ε(稱為能量子)的整數(shù)倍,即ε、1ε、2ε、3ε、……nε,n為正整數(shù),稱為量子數(shù)。
對于頻率為v的諧振子的最小能量為ε=hν。這個最小能量值叫做能量子。
4.光電效應
a.光電效應
?、殴怆娦诠?包括不可見光)的照射下,從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應。所發(fā)射的電子叫光電子;光電子定向移動所形成的電流叫光電流。
?、乒怆娦膶嶒炓?guī)律:裝置:如圖。
?、佼斠欢l率的光照射到金屬表面時,真空管內幾乎立刻出現(xiàn)光電子,很快形成光電流。即光電效應是瞬時的,馳豫時間不超過10-9秒。
②當光源頻率和外加電壓固定時,飽和光電流與入射光強度成正比。
“飽和光電流”指的是光電流的最大值(亦稱飽和值),因為光電流未達到最大值之前,其值大小不僅與入射光的強度有關,還有光電管兩極間的電壓有關,只有在光電流達到最大以后,才和入射光的強度成正比。
?、郛斎肷涔忸l率v一定時,光電子定向運動形成的光電流隨著正向電壓的減小而減小,當正向電壓為零時,仍有光電流,只有當電壓為某個反向電壓值時,其電流才為零,這個反向電壓稱為遏制電壓。這說明光電子動能有一限度,,v光電子最大初速度,實驗表明,最大初動能與入射光強無關,隨入射光頻率的增大而增大。
?、苋魏我环N金屬都有一個極限頻率,入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應,低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應。大于極限頻率的光照射金屬時,形成光電流的強度(反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少),與入射光強度成正比;低于極限頻率的光照射金屬時,無論光強多大,照射時間多長,都不會產生光電效應。遏止電壓與入射光頻率之間具有線性關系(如圖所示)
b.逸出功
人們知道,金屬中原子外層電子的價電子會脫離原子做無規(guī)則的熱運動,但在溫度不高時,電子并不能大量逸出金屬表面,這表明金屬表面層內存在一種力,阻礙電子的逃逸。電子若能從金屬中掙脫出來,必須克服這種阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值,叫做這種金屬的逸出功。幾種金屬的逸出功和極限頻率如下表所示。
c.波動說在光電效應上遇到的困難
波動說認為:光的能量即光的強度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關。所以波動說對解釋光電效應實驗規(guī)律中的能量與頻率的說法都遇到了困難。
d.光子說
?、帕孔诱摚?900年德國物理學家普朗克提出:電磁波的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份電磁波的能量ε=hν.
?、乒庾诱摚簮垡蛩固沟墓饬孔蛹僭O。
內容:光不僅在發(fā)射和吸收時以能量為hv的微粒形式出現(xiàn),而且光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的,也就是說,頻率為v的光是由大量能量為E=hv的能量子組成的粒子流,這些能量子后來被稱為光子。
愛因斯坦的光電效應方程:在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量,一部分消耗在電子的逸出功W0,另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽蹺k,即:hv=Ek+W0或Ek=hv-W0.
愛因斯坦對光電效應的解釋:
光強大,光子數(shù)多,釋放的光電子也多,所以光電流也大。
電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出,所以不需要時間的累積。
從光電效應方程中,當初動能為零時,可得極限頻率:。
從愛因斯坦的光電效應方程hv=Ek+W0,可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系,如圖所示
圖中圖線與橫軸的交點為金屬的極限頻率;
圖中的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量k=h;
圖線與縱軸上的截距在數(shù)值上等于金屬的逸出功:W0=hv0.
e.光強
所謂“光強”,是指單位時間內入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量,若單位時間射到金屬表面上單位面積的光子數(shù)為n,每個光子的能量為hv,則光強為nhv。
高二物理選修3-5知識點(二)
5.康普頓效應
(1)現(xiàn)象:在研究電子對x射線的散射時發(fā)現(xiàn):有些散射波的波長比入射波的波長略大,康普頓認為這是因為光子不僅有能量,也具有動量。實驗結果證明這個假想是正確的,因此康普頓效應也證明了光具有粒子性。
(2)經典電磁理論在解釋康普頓效應是遇到的困難
①根據(jù)經典電磁波理論,當電磁波通過物質時,物質中帶電粒子將作受迫振動,其頻率等于入射光頻率,所以它所發(fā)射的散射光的頻率應等于入射光的頻率。
?、跓o法解釋波長改變和散射角的關系
(3)光子理論對康普頓效應的解釋
?、偃艄庾雍屯鈱与娮酉嗯鲎?,光子有一部分能量傳給電子,散射光子的能量減少,于是散射光的波長大于入射光的波長。
?、谌艄庾雍褪`很緊的內層電子相碰撞,光子將與整個原子交換能量,由于光子質量遠小于原子質量,根據(jù)碰撞理論,碰撞前后光子能量幾乎不變,波長不變。
?、垡驗榕鲎仓薪粨Q的能量和碰撞的角度有關,所以波長改變和散射角有關。
(4)康普頓散射實驗的意義
①有力地支持了愛因斯坦的“光量子”假說;
?、谑状卧趯嶒炆献C實了光子具有動量的假設;
③證實了在微觀世界的單個碰撞事件中,動量和能量守恒定律仍然是成立。
6.光的波粒二象性 物質波
光的波粒二象性
光既具有波動性,又具有粒子性,對光的行為,不能單獨用波動性去說明,也不能單獨用粒子性去說明,即光具有波粒二象性。
(1)光在傳播過程中顯示波動性;光在與物質發(fā)生作用時顯示粒子性。
(2)光波長越長,波動性越顯著,波長越短,粒子性越顯著。
(3)大量光子表現(xiàn)為波動性,少量光子表現(xiàn)為粒子性。
光是一種概率波,在光的衍射現(xiàn)象中,亮條紋處光子到達的幾率高,暗條紋處光子到達的幾率低。
德布羅意波物質波
(1)定義:由光的波粒二象性的思維推廣到微觀粒子和任何運動的物體,得出物質波(德布羅意波)的概率,即:任何一個運動的物體小到電子、質子,大到行星、太陽都有一種波與它對應,波長。
(2)物質波波長:
7.微觀粒子不確定關系
(1)內容:粒子的位置和動量不能同時被完全確定,即:△x△p≥h/4π,△x為位置的不確定量;△p為動量的不確定量。
(2)物理意義:微觀粒子不可能同時具有確定的位置和動量,粒子位置的不確定量△x越小,動量的不確定量△p就越大,反之亦然。
(3)微觀本質:是微觀粒子的波粒二象性及粒子空間分布遵從統(tǒng)計規(guī)律的必然結果.不確定關系式表明:
?、傥⒂^粒子的坐標測得愈準確(△x→0),動量就愈不準確(△p→∞);微觀粒子的動量測得越準確(△p→0)坐標就越不準確(△x→∞)。
不確定關系不是說微觀粒子的坐標測不準,也不是說微觀粒子的動量測不準,更不是說微觀粒子的坐標和動量都說不準,而是說微觀粒子的坐標和動量不能同時測準。
②不確定關系提供了一個判據(jù):
當不確定關系施加的限制可以忽略時,則可以用經典理論來研究粒子的運動。
當不確定關系施加的限制不可以忽略時,那只能用量子力學理論來處理問題。
高二物理學習方法
學會自學
學任何一門課程,既要靠老師“扶著走”,也要主動學會“自己走”。特別是物理,自學更不可少。自學主要分兩個時間快,第一就是平時在學校的閑散時間,這個時間里要一些課前預習,課前預習非常重要,(王老師不止一次說過了)尤其是物理的課前預習,物理最重要的是上課跟著老師走,如果不預習,上課很容易會跟不上。
第二個時間塊,就是暑假和寒假,相對來說寒暑假時間比較集中,你可以去報補習班,也可以自己在家自己看書,自己看書的難點就在于,很多同學不會堅持,看個兩三天沒有了新鮮感就不看了;看到難的地方就跳過不深究了。
既然想學好就得堅持下去,學習物理三天打魚兩天曬網(wǎng)是學不好的。在自學過程中,自學筆記也非常重要,最好把筆記集中在一起,然后做成卡片,有空的時候就拿出來看看記記。
課后思考物理的一堂課下來,老師提到的概念、規(guī)律、公式等有不少。我們不可能在課堂上全部消化掉,所以這要求我們在課后要再去回顧課上的內容。還要做到這些思考:
?、倜總€概念和規(guī)律是怎樣引出來的?
?、诙x、公式、單位或注意事項各是什么?
?、燮湮锢硪饬x或適用條件是什么?
學會畫圖有人會問,老師我又不是美術生,干嘛要畫圖啊?其實畫圖對物理來說很重要,一般物理題目的文字都比較抽象,如果講題目中的條件關系轉換到圖上,那整道題就很明了了,這樣差不多就等于解決了問題的一半了。
所以如果我們在平時養(yǎng)成一個良好的習慣,每做一道題,第一步就開始畫圖,它就能逐漸變成一種習慣性的解題步驟,還能增強你的解題過程分析能力。
做一定量的題
很多人不提倡題海戰(zhàn)術,我也不提倡,但做一定量的題目對學好物理有很大的幫助。多做習題不是一味的簡單地做題目,而是要有針對性的做題。要從題的本身發(fā)掘它的內涵,充分理解題所描述的物理環(huán)境是和什么定理、定律有關,要用什么樣的方法來解決。
做題的過程一定是要獨立,保質保量的完成,獨立解題可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的。
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