2019-2020年高考物理竞赛辅导—近代物理

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1、2019-2020年高考物理竞赛辅导—近代物理知识结构一．.热辐射由于温度升高而发射能量的辐射源，通常称为热辐射.热辐射能量来自物体的热运动.物体在任何温度下（只要不是绝对零度）都向四周进行热辐射，也从周围吸收这种辐射。一般情况下，热辐射的光谱不仅与辐射源的温度有关，还与它的表面特征有关。(1)辐射出射度(简称辐出度)温度为T的热辐射体,在单位间内从单位面积向各个方向辐射出的所有频率的辐射能量.又称为辐射能通量密度.(2)单色辐射出射度温度为T的热辐射体,在单位时间内从单位面积向各个方向所发射的、在某一

2、频率附近的单位间隔内辐射能量（即功率）叫做该物体的单色辐射出射度.单色辐射出射度与温度、频率和物体的表面特性有关.(3)吸收本领入射到物体上的辐射通量,一部分被物体散射或反射(对透明物体,还会有一部分透射),其余的为物体所吸收.2.黑体热辐射的规律是很复杂的，我们知道，各种物体由于它有不同的结构，因而它对外来辐射的吸收以及它本身对外的辐射都不相同．但是有一类物体其表面不反射光，它们能够在任何温度下，吸收射来的一切电磁辐射，这类物体就叫做绝对黑体，简称黑体.黑体的辐出度与绝对温度T的四次方成正比，即:.二

3、．光电效应首先在入射光的强度与频率不变的情况下当加速电压V增加到一定值时，光电流达到饱和值，这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A．若单位时间内从电极K上击出的光电子数目为n，则饱和电流I＝ne．另一方面，当电位差V减小到零，并逐渐变负时，光电流并不降为零，就表明从电极K逸出的光电子具有初动能．所以尽管有电场阻碍它运动，仍有部分光电子到达电极K．但是当反向电位差等于—Ve时，就能阻止所有的光电子飞向电极A，光电流降为零，这个电压叫遏止电压．它使具有最大初速度的电子也不能到达电极A．如果不考

4、虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压来确定电子的最大速度和最大动能，即总结所有的实验结果，光电效应的规律可归纳为如下几点：1．饱和电流I的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内被击出的光电子数目与入射光的强度成正比．(光电效应第一定律)2．光电子的最大初动能(或遏止电压)与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关．频率越大，光电子的能量就越大．(光电效应第二定律)3．入射光的频率低于遏止频率(极限频率,红限频率)的光，不论光的强度如何，照射时间多长，都没光电子发射．(光电效

5、应第三定律)4．光的照射和光电子的释放几乎是同时的，在测量的精度范围内10-9s观察不出这两者间存在滞后现象．爱因斯坦光电效应方程光子的质量和动量光子既具有一定的能量，就必须具有质量．但是光子以光的速度运动，牛顿力学便不适用．按照狭义相对论质量和能量的关系式，就可以决定一个光子的质量在狭义相对论中，质量和速度的关系为m0为静止质量，光子永远以不变的速度c运动，因而光子的静止质量必然等于零，否则m将为无穷大．因为相对于光子静止的参照系是不存在的，所以光子的静止质量等于零也是合理的．而原子组成的一般物质的速

6、度总是远小于光速的，故它们的静止质量不等于零．在m0是否等于零这一点上光子和普通的物质有显著的区别．在狭义相对论中，任何物体的能量和动量的关系为光子的静止质量为0，故光子的动量为，光子的质量为，速度为c.德布罗意假设质量为m的粒子，以速度v运动时，不但具有粒子的性质，也具有波动的性质；粒子性：可用E、P描述,波动性：可用描述,------－德布罗意公式测不准关系：现代量子力学证明：三．原子物理1.天然放射现象原子序数大于83的所有天然存在的元素的原子核都不稳定，能自发地变为别种元素的原子核，同时放出射线

7、。(1)三种射线的比较。α射线：氢原子核(He)，它的电离本领很强，贯穿本领很小，v≈；β射线：高速电子流(e)它的电离本领较强，贯穿本领很强；γ射线：波长极短的电磁波，它的电离本领很弱，贯穿本领最强。 (2)衰变规律。α衰变：X→Y+He，β衰变：X→Y+e(3)衰变快慢描述(半衰期)放射线元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，半衰期与元素所处的物理、化学状态无关。2.原子核的人工转变、原子核的组成原子核的人工转变是原子核在其它粒子作用下转变成另一种原子核的变化。(1)质子的发现(卢瑟福)N+He

8、→O+H，(2)中子的发现(查德威克)Be+He→C+n(3)原子核的组成：由质子和中子组成。核电荷数＝质子数、质量数＝质子数+中子数。原子核反应遵守质量数和电荷数守恒。(4)放射性同位素：人工放射性的发现：Al+He→P+n而P→Si+e(正电子)，应用：利用它的射线，作为示踪原子。3.核能、重核的裂变和轻核的聚变。(1)核力、核能。质量亏损、爱因斯坦的质能方程。(2)重核的裂变和轻核的聚变：二者是释放核能的二种方法。(3)聚变产