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1、物理学科单元教学设计资源共享记录表单元内容: 光和原子物理学校：浦华中学年级：高三主备人：裘敏华时间：2008-2-24一 知识点归纳电磁场与电磁波：电磁场常识性了解，理解c=f,记住真空中的光速c=3.00108m/s。知道光在不同媒质中传播，频率不变，速度和波长改变。光的性质：1光的“波动说”和“微粒说”：注意相关史实。惠更斯的波动说，解释光的折射和独立传播。牛顿的微粒说，弹性小球解释光的直线传播和在介质界面的反射现象，各自的成功和局限。托马斯杨的双缝干涉实验和麦克斯韦的电磁波理论，赫兹通过实验计算出电磁波的波长和频率。爱因斯坦的光子说。光的波粒二象性。2光的干涉：a.现象：薄膜干涉（肥皂
2、膜，油膜），双缝干涉。b.产生的条件：相干光束（包括产生的方法）c.条纹的特点：中心区域条纹间距相等，不同的单色光的条纹宽度不等。复色光是彩色条纹。3光的衍射：a.现象：单缝衍射，小孔衍射，泊松亮斑，多缝衍射（羽毛，CD片，激光防伪图案）b.产生的条件：障碍物（或狭缝）的尺寸接近或小于光的波长。c.条纹的特点：条纹间距不相等，中间条纹最宽，不同的单色光的中间条纹宽度不等。白光是彩色条纹，中间条纹是白色。4光的电磁说：常识性了解（红外线，紫外线等）。为光电效应中的极限频率作准备。5光电效应：a.现象：实验装置（对照图片）及实验现象，光电子。 b.特点：瞬时性，极限频率，最大初动能，光电流强度。c
3、.解释：光子说。d.应用：光电管。原子物理： 英国剑桥大学卡文迪许实验室汤姆逊从阴极射线发现电子（1897）原子可分枣糕模型（1904）。汤姆逊的学生卢瑟福粒子散射实验（1901-1911年）核式模型（1911）。粒子散射实验：装置，现象（绝大多数，少数，极少数，个别）。原子半径：10-10m，原子核的大小：10-15m10-14m。卢瑟福发现质子：装置，方程。（预言中子的存在）卢瑟福的学生查德威克发现中子：方法，方程。原子的组成：原子核和电子。原子核由核子（中子和质子）组成。贝克勒尔发现天然放射现象（1896）揭示原子核可分。三种射线：本质，性质（速度，电离作用，穿透本领）。衰变及衰变方程，
4、衰变及实质知道人工转变；理解原子核符号，会计算质子数和中子数；理解核反应方程，知道质量数守恒和电荷数守恒。了解部分：d.应用：光电管（阴极，阳极），电路连接，工作原理。E=h,玻尔理论（定态和跃迁），物质的波粒二象性；了解半衰期；知道反粒子。 / 二 物理学史资料惠更斯提出了光的波动说；牛顿主张光是一种微粒（微粒说）；伦琴发现了X射线；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在；麦克斯韦从理论上预言了光是一种电磁波；托马斯杨的干涉实验 , 有力地证明了光具有波动性 ;爱因斯坦在解释光电效应规律时 , 提出了光子学说 ;汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的卢瑟福根据粒
5、子的散射 , 提出了原子的核式结构学说 ;卢瑟福通过人工转变，用粒子轰击氮核，发现了质子，并预言了中子的存在；查德威克用粒子轰击铍核，发现了中子；首先发现天然放射现象的是贝克勒耳。居里夫妇用a粒子轰击铝箔时发现了正电子；三 光的波粒二象性 知识点复习1 波动说和微粒说：荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动学说，解释了光的折射和独立传播。但是著名物理学家牛顿却支持微粒说微粒说很容易解释光的直进现象，解释光的反射也很容易。光的微粒说和波动说各有成功的一面，但都不能完满地解释当时知道的各种光现象2 光的干涉：a.现象：（1）双缝干涉：英国物理学家托马斯杨，在实验室里成功地观察到了光的干涉现象(2) 薄膜
6、干涉 （肥皂液薄膜，油膜，增透膜）竖立的肥皂液薄膜，由于重力的作用，成了上薄下厚的楔形酒精灯火焰的光照射到薄膜上时，从膜的前表面和后表面分别反射出来，形成两列波，这两列波的频率相同，所以能产生干涉在薄膜的某些地方，两列波反射回来时恰是波峰和波峰叠加、波谷和波谷叠加，使光波的振动加强，形成黄色的亮条纹；在另外一些地方，两列波的波峰和波谷叠加，使光波的振动互相抵消，形成暗条纹b. 产生条件：相干光束c. 条文特点：1. 在双缝干涉现象里，明条纹或暗条纹之间的距离，总是相等的2. 在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验条纹间的间隔是不同的红光的条纹间隔最大，紫光的条纹间隔
7、最小3. 用白光照射, 看到彩色花纹d. 光的干涉在技术上的应用1.干涉法检查平整度2.增透膜3 光的衍射a.现象：光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象，这种现象叫光的衍射衍射时产生的明暗条纹或光环，叫衍射图样(1) 单缝衍射：(2) 小孔衍射：(3)园盘衍射：在不透明圆板的阴影中心，有一个亮斑这就是著名的泊松亮斑(4)多缝衍射：羽毛，CD片，激光防伪图案b. 产生条件：障碍物（或狭缝）的尺寸接近或小于光的波长c. 条文特点：（1）条纹间距不相等，中间最宽。（2）不同的单色光的中间条纹宽度不等，红光最宽，紫光最窄。（波长越长越容易发生明显的衍射现象。）（3）白光是彩色条纹，中间条纹是白色。4
8、 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。5 光的电磁说：麦克斯韦提出光是一种电磁波赫兹用实验证实了电磁波也跟光波一样具有反射、折射、干涉、衍射等性质他还通过实验测出了一定频率的电磁波的波长，算出了电磁波的波速，结果跟麦克斯韦关于电磁波的波速等于光速的预言符合得相当好这就证明了麦克斯韦的光的电磁理论是正确的波长与频率的乘积等于波速（），这个关系对于一切波都是适用的不同色光在真空中的传播速度相同，（光在真空或空气中的传播速度约为3.00108米/秒）而波长不同，因而它们的频率也不同，波长越长频率越小，波长越短频率越大6 电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线合起来，构成了范围非常
9、广阔的电磁波谱7 光电效应a. 现象：把一块擦得很亮的锌板连接在灵敏验电器上，用弧光灯照锌板(图8-14)，验电器的指针就张开一个角度，b. 定义：在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子c. 特点：1 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应2 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的瞬时性d. 解释：为了解释光电效应的规律，爱因斯坦提出，在空间传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频率成正比，即E=hv，式中的h就是上面讲的普朗克
10、常量这个学说后来就叫做光子说e. 应用：光电管 光电效应把光信号转变为电信号，动作非常迅速灵敏，因此在科学技术中得到了广泛的应用光电管就是适应这种需要而制成的图8-15甲是一种真空光电管，玻璃泡里的空气已经抽出，有的光电管的玻璃泡里充有少量的惰性气体(如氩、氖、氦等)泡的内半壁涂有碱金属，例如钠、锂、铯，作为阴极K泡内另有一阳极A使用时像图8-15乙那样把它连在电路里，当光照射到光电管的阴极K时，电路里就产生电流，电流的强度取决于照射光的强度光电管不能用强光照射，否则容易老化失效光电管产生的电流很弱，应用时可以用放大器把它放大8 光的波粒二象性由于光既有波动性，又有粒子性，我们无法只用其中的一
11、种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性四 原子和原子核复习1汤姆生从阴极射线发现了电子（1897）原子可分葡萄干蛋糕模型2. 卢瑟福粒子散射实验（1909）行星模型 实验装置：在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线射到金箔上(图9-2)粒子穿过金箔后，打到荧光屏上产生一个个的闪光，这些闪光可以用显微镜观察到整个装置放在一个抽成真空的容器里，荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动，如图9-2所示实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数粒子偏转角超过了90，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到
12、180这种现象叫做粒子的散射实验结论：（1）从粒子散射实验的数据还可以估计出原子核的大小约为10-1510-14米原子半径大约是10-10米，所以原子核的半径只相当于原子半径的万分之一到十万分之一。（2）原子核虽小，却集中着原子的几乎全部的质量，因为核外电子的质量跟原子的质量比较起来是很微小的（3）在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转3贝克勒尔发现天然放射现象（1896）揭示原子核可分（1）三种射线：射线（带正电）粒子就是氦原子核（性质：粒子射出的速度约为光速的十分之一，但是贯穿物质的本领很小；不过它有很强的
13、电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强）射线（带负电）高速运动的电子流（性质：射线的贯穿本领较强，但它的电离作用比较弱）射线（不带电）光子流（性质：射线的贯穿本领很强，但它的电离作用很弱）（2）放射性元素的衰变（简称：衰变）原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变例如铀核，放出一个粒子后，就变成了新的原子核（铀238核放出粒子变成钍234核的衰变）就是衰变；放出粒子的衰变叫做衰变4原子核的人工转变（1）卢瑟福发现质子（就是氢原子核） 方法用粒子轰击氮原子核的实验；预言中子的存在（2）查德威克发现中子（不带电）方法射线轰击铍核5原子的组成原子核+电子原子核的组成质
14、子+中子6原子核的表示：A核子数（=质量数）；Z质子数（=核电荷数=原子序数）；X元素符号。核子数=质子数+中子数7核能；重核的裂变铀核在俘获一个中子后，发生了一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程重核裂变铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙(Xe)和锶(Sr)，有时裂变为钡(Ba)和氪(Kr)或锑(Sb)和铌(Nb)，同时放出23个中子8链式反应 铀核裂变时，同时放出23个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去这种反应叫做链式反应(图9-16)为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用纯铀235五 部分高考试题4一置于铅盒中的放射源发射的a、b和g射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_g_射线，射线b为_b_射线。（2007年高考试题）6U衰变为Rn要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（B）（A）2，4。（B）4，2。（C）4，6。（D）16，6。 （2007年高考试题）8光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样
