2025届高三物理一轮复习知识清单：原子物理公式、概念总结
文档属性
| 名称 | 2025届高三物理一轮复习知识清单：原子物理公式、概念总结 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 82.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-29 10:58:28 | ||
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文档简介
原子物理
黑体辐射规律 温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加 2、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
能量子 1、研究微观粒子时必须考虑能量量子化 2、能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率
光电效应 概念 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象
方程 ，是光电子的最大初动能，hν是入射光子的能量，逸出功W0是光子飞出金属表面消耗的能量
条件 入射光的频率必须大于金属的截止频率νc
特点 1、光电效应的发生与入射光的强度及照射时间无关
2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关
3、当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关
4、光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9 s
光的波粒二象性 光的波动性 干涉 衍射 1.大量光子产生的效果显示出波动性 2.足够能量的光在传播时，表现出波的性质 1.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的 2.光的波动性不同于宏观概念的波 频率越高，光的粒子性越强 频率越低，光的波动性越强
光的粒子性 光电效应 康普顿效应 1.当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质 2.少量或个别光子容易显示出光的粒子性 1.粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的 2.光子不同于宏观概念的粒子
电子的发现 发现者 汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并计算出了粒子的质荷比，从而发现了电子
电荷、质量测量者 密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19C，电子质量me＝9.1×10－31kg
卢瑟福 α粒子散射实验 α粒子 失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍
实验结果 绝大多数α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进 少数α粒子发生大角度偏转 极个别粒子偏转角甚至大于90°
意义 卢瑟福提出原子核式结构模型： 在原子中心有一个很小的核，叫原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内， 带负电的电子在核外空间绕核旋转
玻尔的原子模型 模型 1、原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动． 2、电子绕核运动的轨道是量子化的，是不连续的 3、电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射
氢原子能级图
n称为量子数，对应不同电子的轨道，只能取正整数。 轨道半径满足rn＝n2r1，氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm
1、基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. 2、激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动． 氢原子各能级的关系为：En＝E1(E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3，…)
跃迁 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定 原子从低能级向高能级跃迁 吸收光子能量hν＝E末－E初
原子从高能级向低能级跃迁 释放光子能量hν＝E末－E初
原子从高能级向低能级跃迁 释放的光子数量 一个氢原子，可能发出的光子数为(n－1)种
一群氢原子，可能发光子数N＝
原子核 质子 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分
中子 查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分
符号 A为原子核的质量数＝质子数＋中子数 Z为核电荷数（原子核的质子数）,也是原子的原子序数 x元素符号
同位素 具有相同的质子数而中子数不同的原子核 氢有三种同位素H、H、H
放射性元素的衰变 概念 具有放射性的元素称为放射性元素
原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核把这种变化称为原子核的衰变
分类 α衰变： 原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2 U的α衰变方程为U→Th＋He α衰变本质：
β衰变： 原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1 Th的β衰变方程为Th→Pa＋e β衰变本质： n―→H＋e
规律 衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒 γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，不会改变元素在周期表中的位置
衰变次数 设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为 X―→＋nHe＋me 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m
半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间就是半衰期
式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期
半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系
三种射线 原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线
α射线 高速氦核流 贯穿本领最弱 电离作用很强
β射线 高速电子流 贯穿本领较强 电离作用较弱
γ射线 光子流 贯穿本领最强 电离作用很弱
结合能 较轻原子核 质子数与中子数大致相等
较重原子核 中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多
结合能 克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要吸收的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量
大小计算 （质能方程） ΔE＝Δmc2 若反应后质量减少即发生了质量亏损，则释放能量 若反应后质量减少即发生了质量增加，则吸收能量
比结合能 （也叫平均结合能） 原子核的结合能与核子数之比，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的比结合能最大、最稳定
核反应 衰变 U→Th＋He
Th→Pa＋e
人工转变 卢瑟福发现 质子
查德威克发现中子
核裂变 U＋n―→Xe＋Sr＋2n
核聚变 H＋H―→He＋n
黑体辐射规律 温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加 2、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
能量子 1、研究微观粒子时必须考虑能量量子化 2、能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率
光电效应 概念 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象
方程 ，是光电子的最大初动能，hν是入射光子的能量，逸出功W0是光子飞出金属表面消耗的能量
条件 入射光的频率必须大于金属的截止频率νc
特点 1、光电效应的发生与入射光的强度及照射时间无关
2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关
3、当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关
4、光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9 s
光的波粒二象性 光的波动性 干涉 衍射 1.大量光子产生的效果显示出波动性 2.足够能量的光在传播时，表现出波的性质 1.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的 2.光的波动性不同于宏观概念的波 频率越高，光的粒子性越强 频率越低，光的波动性越强
光的粒子性 光电效应 康普顿效应 1.当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质 2.少量或个别光子容易显示出光的粒子性 1.粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的 2.光子不同于宏观概念的粒子
电子的发现 发现者 汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并计算出了粒子的质荷比，从而发现了电子
电荷、质量测量者 密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19C，电子质量me＝9.1×10－31kg
卢瑟福 α粒子散射实验 α粒子 失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍
实验结果 绝大多数α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进 少数α粒子发生大角度偏转 极个别粒子偏转角甚至大于90°
意义 卢瑟福提出原子核式结构模型： 在原子中心有一个很小的核，叫原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内， 带负电的电子在核外空间绕核旋转
玻尔的原子模型 模型 1、原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动． 2、电子绕核运动的轨道是量子化的，是不连续的 3、电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射
氢原子能级图
n称为量子数，对应不同电子的轨道，只能取正整数。 轨道半径满足rn＝n2r1，氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm
1、基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. 2、激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动． 氢原子各能级的关系为：En＝E1(E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3，…)
跃迁 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定 原子从低能级向高能级跃迁 吸收光子能量hν＝E末－E初
原子从高能级向低能级跃迁 释放光子能量hν＝E末－E初
原子从高能级向低能级跃迁 释放的光子数量 一个氢原子，可能发出的光子数为(n－1)种
一群氢原子，可能发光子数N＝
原子核 质子 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分
中子 查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分
符号 A为原子核的质量数＝质子数＋中子数 Z为核电荷数（原子核的质子数）,也是原子的原子序数 x元素符号
同位素 具有相同的质子数而中子数不同的原子核 氢有三种同位素H、H、H
放射性元素的衰变 概念 具有放射性的元素称为放射性元素
原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核把这种变化称为原子核的衰变
分类 α衰变： 原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2 U的α衰变方程为U→Th＋He α衰变本质：
β衰变： 原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1 Th的β衰变方程为Th→Pa＋e β衰变本质： n―→H＋e
规律 衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒 γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，不会改变元素在周期表中的位置
衰变次数 设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为 X―→＋nHe＋me 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m
半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间就是半衰期
式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期
半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系
三种射线 原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线
α射线 高速氦核流 贯穿本领最弱 电离作用很强
β射线 高速电子流 贯穿本领较强 电离作用较弱
γ射线 光子流 贯穿本领最强 电离作用很弱
结合能 较轻原子核 质子数与中子数大致相等
较重原子核 中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多
结合能 克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要吸收的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量
大小计算 （质能方程） ΔE＝Δmc2 若反应后质量减少即发生了质量亏损，则释放能量 若反应后质量减少即发生了质量增加，则吸收能量
比结合能 （也叫平均结合能） 原子核的结合能与核子数之比，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的比结合能最大、最稳定
核反应 衰变 U→Th＋He
Th→Pa＋e
人工转变 卢瑟福发现 质子
查德威克发现中子
核裂变 U＋n―→Xe＋Sr＋2n
核聚变 H＋H―→He＋n
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