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# 物理全品选修 3-5 知识点整理

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## 第十七章 波粒二象性

### 1 能量量子化

我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的**温度**有关，所以叫做**热辐射**。

什么是黑体？
某种能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况与什么有关？
温度、材料的种类、表面状况。

黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的**温度**有关。

随着温度的升高，各种波长的辐射强度都**增大**，辐射强度的极大值向波长较**短**的方向移动

判断：黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的。
错，不一定是黑的。

判断：如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体。
错，小孔是黑体。

为什么黑体不一定是黑的？
可以辐射可见光。

### 2 光的粒子性

光子和光电子有什么区别？
光子是组成光的一个个不可分割的能量子；光电子是光电效应中发射出来的电子。

饱和电流与什么有关？
光照强度。

遏止电压是什么？
使光电流减小到 0 的反向电压。

截止频率（或极限频率）是什么？
即使不施加反向电压也没有光电流时的最大入射光频率

光电效应持续的时间大约有多久？
$10^{-9}$ s，具有瞬时性。

逸出功的大小由**金属本身**决定？

爱因斯坦光电效应方程是什么？
$h\nu = E_k+ W_0$

光的散射是指？
光在介质中与物质微粒相互作用，使光的传播发生改变的现象。

康普顿效应是？
在散射的光中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长更长的部分。

康普顿效应表明了光子具有**动量**。

康普顿效应是粒子说还是波动说？
粒子说。

当入射光频率大于极限频率时，对于一定颜色的光，入射光越强，则？
一定时间内发射的光电子数目越多。

判断：金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能发生光电效应。
错，不能积累。

怎么区分光电管的阴极和阳极？
发射电子的是阴极。

判断：光电效应是瞬时发生的，这与光的波动理论不矛盾。
错，因为波动理论中能量是可以积累的，而此处证明不能积累。

判断：所有金属都存在极限频率，这与光的波动理论不矛盾。
错，因为波动理论中能量是可以积累的，而此处证明不能积累。

判断：光电流随着入射光强度增大而增大，这与光的波动理论不矛盾。
对，因为同样在能量的角度考虑。

判断：入射光频率越大，光电子最大初动能越大，这与光的波动理论矛盾。
对，因为按照波动理论，波的频率不影响波的能量。

石墨对 X 射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为？
康普顿效应。

判断：入射光光强一定时，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越多。
错。

判断：康普顿效应证明光是概率波。
错。

每个光子都具有波粒二象性。
对。

### 3 粒子的波动性

能量 $\varepsilon$ 和动量 p 是描述物质的**粒子**性的重要物理量；波长 $\lambda$ 和频率 $\nu$ 是描述物质的**波动**性的典型物理量，因此 $\varepsilon=hv$ 和 $p=\dfrac{h}{\lambda}$ 揭示了光的**波动性和粒子性**的关系

德布罗意波是什么？
任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也成为德布罗意波。**注意，一定是实物粒子。**

物质波是谁验证的？如何验证的？
戴维孙和汤姆孙，晶体电子束衍射。

个别光子作用效果表现出**粒子性**，大量光子作用效果表现出**波动性**。

光的频率越**低**，则波动性越显著。

光的频率越**高**，则粒子性越显著。

越容易发生干涉衍射现象，光的频率越**低**？

贯穿本领越强，光的频率越**高**？

光在传播过程中往往表现出**波动性**，在与物质发生作用时往往表现出**粒子性**。

电子和质子速度相等时，谁的波长长？
电子。

电子和质子动能相等时，谁的波长长？
电子。

电子和质子动量相等时，谁的波长长？
相等。

甲电子的速度是乙电子的三倍，则甲电子的速度是乙电子的？
1/3

判断：光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的。
对。

判断：光表现出波动性时，就不具有粒子性了。
错。

判断：光的波粒二象性可以理解为：在某种场合下，光的波动性明显；在另外一种场合下，光的粒子性明显。
对。

判断：运动的微观粒子与光子一样，当他们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道。
对。

判断：波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的，对立的；但在微观高速运动的现象中是统一的。
对。

判断：物质波属于机械波。
错。

判断：核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道。
对。

判断：无线电波通常表现出波动性。
对。

判断：电子照射到金属晶体上能观察到波动性。
对。

电子显微镜利用的是电子的物质波波长比原子的尺寸大or小？
小。

电子显微镜中电子束运动的速度应很大or小？
大。

判断：要获得晶体的 X 射线衍射图样，X 射线波长要远小于原子的尺寸
错，X 射线的波长应该和原子尺寸相当。

宏观物体的波动性不易被观察到是因为他们的波长太**短**。

$\beta$ 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，这与波动性有关。
错。

### 4 概率波 5 不确定性关系

判断：经典粒子任意时刻都有确定的位置和速度，以及时空中的确定的轨道。
对。

经典的波具有时空的**周期性**。

光波是不是概率波？物质波呢？
都是。

判断：爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说。
错。

判断：在做双缝干涉实验时，发现 100 个光子中有 96 个通过双缝后打到了观察屏的 b 处，则 b 处是亮纹的可能性大，是暗纹的可能性小。
错，一定是亮纹。

判断：光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样。
错，光子是一种粒子，与宏观概念上的粒子和波有着本质上的不同。

在单缝衍射实验中，缝越宽，粒子**位置**的不确定量越大。

在单缝衍射实验中，缝越窄，粒子**动量**的不确定量越大。

$\Delta x$ 与 $\Delta p$ 的测量精度与测量仪器与测量方法是否完备是否有关？
无关。

不确定性关系是否适用于宏观粒子？
适用。

## 第十八章 原子结构

### 1 电子的发现

谁验证了阴极射线的实质？
汤姆孙。

谁测出了电子的比荷？
汤姆孙。

谁测出了电子电荷值？通过什么实验？
密里根，油滴实验。

赫兹认为阴极射线是什么？
电磁波。

判断：所有物质中都有电子。
对。

判断：阴极射线是稀薄气体导电时的辉光放电现象。
错，阴极射线在真空中。

阴极射线是由谁命名的？
德国物理学家戈德斯坦。

### 2 原子的核式结构模型

谁提出了枣糕模型？
汤姆孙。

谁提出了核式结构模型？
卢瑟福。

判断：卢瑟福意识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论。
错误。

卢瑟福的核式结构模型可以很好的解释原子的稳定性。
错误。

### 3 氢原子光谱

光谱可以分为**发射**光谱和**吸收**光谱，其中前者可以分为**连续**光谱和**线状**光谱。

线状光谱是怎样产生的？
稀薄气体发光形成。

稀薄气体发光形成的光谱是什么光谱？
线状光谱。

连续光谱是怎样产生的？
炽热的固体、液体和高压气体发光产生的。

炽热的固体、液体和高压气体发光产生的光谱是什么光谱？
连续光谱。

吸收光谱是怎样产生的？
炽热的白光通过温度较低的气体后形成的。

炽热的白光通过温度较低的气体后形成的光谱是什么光谱？
吸收光谱。

哪些光谱可以用作光谱分析？
线状光谱、吸收光谱。

线状光谱和连续光谱的特点？
前者由不连续的亮线组成；后者连续分布，一切波长的光都有。

太阳光谱是什么光谱？
吸收光谱。

光谱分析有什么用？
鉴别物质成分，发现新元素。

原子的光谱是连续谱还是线状谱？
线状谱。

判断：所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应。
正确。

### 4 玻尔的原子模型

定态和基态有什么区别？
定态指原子具有确定能量的稳定状态，基态指能量最低的状态。

一个处于 n = 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能发出几种不同波长的光？
3 种。4->3->2->1

一群处于 n = 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时能发出几种不同波长的光？
6 种。

电子轨道半径增大，则电子绕核运动的的动能如何变化？
减小。

电子轨道半径减小，则电势能如何变化？
减小。

电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，原子的能量如何变化？
增大。

基态氢原子能否吸收 11eV 的光子？
不能。

基态氢原子能否吸收具有 11eV 动能的电子的能量？
可以。因为电子的能量可以只吸收一部分，而光子不可以。

## 第十九章 原子核

### 1 原子核的组成

谁第一个发现天然放射现象？
法国物理学家贝克勒尔

原子序数大于等于多少的元素一定可以自发发出射线？
83

原子序数小于 83 的元素可以自发发出射线吗？
有的可以（比如Tc）

简述 $\alpha$、$\beta$、$\gamma$ 射线的速度，贯穿本领，电离本领
$\alpha$ 0.1c 贯穿弱电离强
$\beta$ 0.99c 贯穿电离都一般
$\gamma$ c 贯穿强电离弱

### 2 放射性元素的衰变

判断：某原子半衰期是 x，10 个该原子 x 天后只剩 5 个？
错误。

判断：某原子半衰期是 x，10 克该原子 x 天后只剩 5 克？
正确。

### 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护

$\alpha$ 射线能否用来测定通过轧棍后的薄膜厚度是否均匀？
不能。

简述 $\alpha$ $\beta$ $\gamma$ 粒子在威尔逊云室中的径迹？
$\alpha$ 直而清晰
高速$\beta$ 又细又直
低速$\beta$ 又短又粗 弯曲
$\gamma$ 看不到

简述 $\alpha$ $\beta$ $\gamma$ 粒子在气泡室中的径迹？
$\alpha$ 直而清晰
高速 $\beta$ 又细又直
低速 $\beta$ 又短又粗 弯曲
$\gamma$ 看不到

气泡室里装的是什么？
液态氢.

盖革米勒计数器只能用来**计数**，不能用来**区分种类**。

谁发现了质子？方程式？
卢瑟福。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^{14}N}$

谁发现了中子？方程式？
查德威克。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^9Be}$

谁发现放射性同位素？方程式？
约里奥居里夫妇。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^{27}Al}$

谁发现了正电子？方程式？
约里奥居里夫妇。$\ce{^{30}P}$ 转变为 $\ce{^{30}Si}$

### 5 核力与结合能

核力和库仑力谁更大？
核力

核力的作用范围？
$1.5 \times 10^{-15}$

核力的饱和性指？
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。

什么是引起 $\beta$ 衰变的原因？
弱相互作用

长程力包括？
电磁力和万有引力

短程力包括？
强相互作用 弱相互作用

质子与质子 质子与中子 中子与中子的核力大小顺序？
相等

判断：质量亏损是质量转化成了能量
错，质量和能量没有转化关系，只能说一定的质量对应着一定的能量

### 6 核裂变

谁发现了核裂变？
德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼

核裂变中的慢化剂常用？
石墨、重水或普通水。

核裂变中的控制棒常用？
镉。

核裂变中热循环介质常用？
水或液态钠。

核裂变中保护层常用？
水泥外壳。

核能发电有没有污染？
有。

控制棒的用途？
控制反应堆的功率。

冷却剂的作用是？
控制反应堆温度，输出热量。

### 7 核聚变 8 粒子和宇宙

判断：要使发生核聚变反应，必须克服核力做功。
错。

简述结合能 比结合能 平均质量图像
单调递增 先增后减 先减后增。

宇宙大爆炸后最早产生的粒子是？
夸克、轻子、胶子等。

判断：轻核裂变和重核聚变一定会放能。
正确。