1859年,德国的普吕克尔利用盖斯勒管进行放电实验时看到了正对着阴极的玻璃管壁上产生出绿色的辉光
1876年,德国的戈尔兹坦提出,玻璃壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的,他把这种射线命名为阴极射线
1895年,德国的威廉·伦琴发现X射线。
1896年法国的安东尼亨利贝克勒耳(Antoine Henri Becquerel)发现的天然放射性现象
电子发现后,由于原子是中性的,说明原子中还有带正电的部分,表明原子不是最小的微粒,而是具有复杂结构的.
天然放射现象是原子核发出的,天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构,原子核还可再分.故abd错误,c正确;
故选:c.
要解决这个问题,首先要弄清楚放射性现象的本质是什么。事实上,在探索新放射性元素的同时,揭露放射性现象本质的工作也在相辅相成、紧张而有成效地开展着。
英国物理学家卢瑟福在1899年就发现,放射性物质放出的射线不是单一的,而可以分出带正电荷的α射线和带负电荷的β射线,前者穿透性较弱,后者穿透性较强。后来又分出一种穿透性很强的不带电荷的γ射线。如果让射线通过磁场或电场,那么这三种射线就分得一清二楚了:偏转角度很大的是β射线;偏向另一方、偏转角度较小的是α射线;不发生偏转的是γ射线。
1900年,多恩在镭制剂中发现惰性气体氡,这是一件非同寻常的事。根据这一事实,卢瑟福和索迪于1902年提出了一个大胆的假说。他们认为,放射性现象是一种元素的原子自发地转变为另一种元素的原子的结果,这个假说很快就得到了证实。1903年,索迪等做了一个实验:将氡焊封在细颈玻璃管内,然后用光谱法测量。他们观测到管内的氡不断消失,而氦则逐渐增加。原子衰变理论就这样建立起来了,它动摇了多少世纪以来作为经典化学基石的“原子不可分、化学元素不可变”的观念。
衰变理论指出了一种放射性元素的原子会衰变成另一种元素的原子,但如果进一步问,究竟衰变成了什么元素的原子呢?衰变理论并没有给出答案。十年以后建立了位移律,终于回答了这个问题。
在放射性物质的研究工作中,通常把发生衰变的物质称为母体,把衰变后生成的物质称为子体。1908年,索迪归纳了大量α衰变母体及其子体的化学性质,发现母体物质发生α衰变后,其化学价总是减少二价,例如六价的铀变成了四价的铀X,四价的钍变成了二价的介钍I,二价的镭变成了零价的惰性气体氡等等。于是,他总结出一条规则:某一元素作α衰变时,生成的子体是周期表中向左移两格的那个元素的原子。1913年,一些科学工作者又总结出另一条规则:某一元素作β衰变时,生成的子体是周期表中向右移一格的那个元素的原子。这两条规则合起来就是通常所说的位移律,它把衰变时放出的射线的性质和原子发生的变化有机地联系起来了。
在这段时间内,还发现某些不同的放射性物质,如鑀和钍、介钍I和镭等,它们的性质竟惊人地相似,如果偶尔把它们混在一起后,用化学方法就无法把它们分开。我们知道,不同的元素一般是可以用化学的方法分离的,不能用化学方法分离的一般是同一种元素。因此,势必得出如下结论:它们虽是不同的放射性物质,但属于同一种元素,于是提出了同位素的概念。所谓同位素就是化学性质相同的一类原子,它们的原子量不同,但原子序数相同,在周期表中占据同一个位置。
有了衰变理论、同位素概念和位移律,那许许多多已经发现的和进一步发现的放射性物质之间的关系,就比较容易搞清楚了。很快就建立起了铀和钍两个放射性衰变系列。
为了便于讨论,我们在这里先把原子核和射线方面的有关知识简要介绍一下。原子由原子核和绕核旋转的电子组成,原子核又由质子和中子组成。电子带1个负电荷,质于带1个正电荷,中子不带电荷。核电荷数(即质子数)在数值上等于元素的原子序数。质子的质量数为1,中子的质量数也为1,电子很轻很轻,其质量一般忽略不计。质子数和中子数之和就是原子核或原子的质量数。α射线又称α粒子,它是氦原子核,由两个质子和两个中子组成,质量数为4,带2个正电荷。β射线又称β粒子,它是电子,带1个负电荷。如果原子发生α衰变,那就是从原子核内放出一个α粒子,因此核电荷数(原子序数)减少2,质量数减少4;如果原子发生β衰变,放出一个电子,那就是相当于核内一个中子转变成了一个质子,因此核电荷数增加1,质量数不变。
放射性原子不但按一定的衰变方式进行衰变,而且衰变的速率也是一定的。某种放射性同位素衰变掉一半所需要的时间,称为该放射性同位素的半衰期。放射系中,始祖同位素的半衰期很长,铀-238的半衰期为45亿年,这与地球的年龄大致相同。钍-232的半衰期更长,达140亿年,正是由于这个缘故,才使它们得以在地球上留存。
不过,放射系中其它成员的半衰期要短得多。最长的不过几十万年;最短的还不到百万分之一秒。显然,它们是不可能在地球上单独存在的。但是,放射系中的每个成员都不但会衰变掉,而且同时也会由于上一个成员的衰变而得到补充,因此只要放射系的始祖元素存在,各中间成员也就决不会消失。这就象水库里的水不会枯竭一样:水库里的水不断流出去,同时又不断由上游的河水得到补充。当放射系中各中间成员衰变掉的量与生成的量相等时,即各成员之间的比值保持恒定不变时,我们就把这种状态称为放射性平衡。
铀和钍两个放射系已经满意地建立起来了,许多放射物质与铀、钍伴生,确实是不无道理的,原来它们都是始祖元素铀或钍的子孙后代。可是问题并没有完全解决,锕在铀矿中的存在一直是一个不够清楚的问题。
经初步测定,锕的半衰期为二、三十年。因此,它之所以能存在于自然界,必须依存于某一个长寿命的放射性同位素。另外,在含铀量不同的铀矿物中,锕量和铀量之间总有一个恒定的比值。由此看来,锕象是铀的后代。
但情况又不尽然。测量结果表明,作为铀的后代的镭,它与铀平衡时的放射性强度,远比锕(或锕的任一后代)与铀平衡时的放射性强度来得大。两者的比值约为97:3。因此锕不可能是铀的主链成员。
根据这一事实,1906年卢瑟福提出了如下的假说:锕及其后代(称为锕放射系)可能是铀放射系中某一成员的分支衰变产生的支系,即某一成员可能发生两种形式的衰变(α衰变和β衰变),百分之九十七变成了镭放射系(镭及其后代),百分之三变成了锕放射系。这既符合衰变理论,又能解释锕总以恒定的比值存在于铀矿中这一事实。
后面我们将看到,卢瑟福的这个假说是错误的。但是卢瑟福关于分支衰变的想法,却在法扬斯研究镭C的放射性时得到了光辉的证实。
1917年皮卡德提出,锕放射系与铀放射系可能根本无关,它的始祖是铀的另一个长寿命同位素,因此锕放射系总能在铀矿中发现,而且与铀放射系的放射性保持着某一恒定的比值。他认为支持这一假说的论据有两个:
(1)按照盖革·努塔尔经验定律,放射性同位素的α射线能量和半衰期之间存在着一定的关系,在双对数图上表示成一些直线。铀放射系和钍放射系各分属一条直线,而锕放射系则为另一直线。如果锕放射系是铀放射系的分支,则代表锕放射系的直线应与代表铀放射系的直线相重合,或在一端与铀放射系的直线相交。事实上却是锕放射系与铀放射系为两条平行的直线。
(2)铀的原子量为23814(这里的原子量数值均为当时的测定值),镭的原子量为22597,两者相差1217。而根据位移律来计算,镭是由铀放出三个α粒子变来的,那么三个α粒子的质量总和仅为1201。铀原子量所以显得较大,可能是由于其中存在一个质量数更大的同位素的缘故。皮卡德将这个假定的铀同位素称为锕铀(AcU)。
卢瑟福和皮卡德假说之间的取舍,按理是可以通过锕放射系成员原子量的测定来决定的。可是由于锕放射系的放射性仅为铀放射系的3%,且各个成员的半衰期均很短,因此测定原子量困难很大。锕的前身镤发现以后,测定镤原子量应该是可能的,因为它在铀矿中的含量可以与镭相比拟。但是由于镤的性质怪癖,大量制取镤一直未能成功。
这个问题的解决应该归功于质谱分析新技术的采用。1927年,阿斯顿用质谱仪测定了普通铅矿中各种铅同位素含量的比值,得到的结果是铅206:铅207:铅208=100:75:175。1929年,他又测定了某铀矿物中各种铅同位素含量的比值,得到的结果是铅206:铅207:铅208=100:107:45,此比值与普通铅矿显著不同。
当时已经知道,铀放射系、钍放射系和锕放射系的最终衰变产物都是铅。铅206是铀放射系的最终衰变产物,所以这一铀矿物中铅206的含量特别多。另外此铀矿物中也含有钍,因此也应该有较多的钍放射系最终衰变产物铅208。但奇怪的是铅208反而比铅207少。
由此得出的结论只能是:铅207是由于铀矿中另一放射性起源生成的,它自然应该是锕放射系的最终衰变产物了。卢瑟福在阿斯顿的文章后面加了一条意见,指出锕放射系应该是独立的。
皮卡德的假说获得了证实。可是他的假说所依赖的根据是很不充分的。首先,铀并没有更重的天然同位素;其次,α射线的能量和半衰期之间的关系在当时也没有足够的精确度可以进行上述论证。
这一过程表明,科学研究中大胆地假设是十分重要的。有了比较充分的事实根据或理论根据,从而提出一些假说,这样当然会使假说最终被证实的可能性变大。但是如果根据蛛丝马迹提出一些假设,只要与当时所知道的事实没有矛盾,仍然应该说是可贵的,因为它为寻找真理开辟了可能走通的新途径。值得回忆的是,贝克勒耳也正是沿着波因凯的错误假说,而作出了放射性现象这一重大发现。当然,最后善于摈弃假说中的不合理部分,这更是科学工作者取得成功的关键一环。
知道了锕放射系的最终衰变产物是铅207,于是可以推得锕的原子量为227,而假定的锕铀的原子量应该为235(或239)。1935年,登普斯特用火花离子源法对铀进行了质谱分析,发现了锕铀(铀235)的谱线。至此才最后确定了锕放射系的始祖同位素,肯定了其质量数为235。历时长达30年之久的锕放射系的起源问题终于找到了答案,这是放射系研究史中最为曲折的问题之一。由于这个放射系的始祖同位素是锕铀,所以通常把它叫乍锕铀放射系。
以后又发现了镎放射系,它是一个人工放射系,该放射系因为没有半衰期足够长的始祖同位素,所以已在地球上消失。值得指出的是,这个人工放射系中的一个成员——镎233,与铀235和钚239一样,是原子能工业中的一种重要的裂变物质。
天然放射现象是指地球上的放射性核素自发的发出γ射线。
核辐射对人的伤害我可以理解为狭义的γ射线对人体的伤害吗?
由于γ射线波长短、频率高。所以具有很强的穿透能力,在人体能破坏生物大分子,打断DNA链、诱导细胞变异或者死亡,从而对人体造成伤害。
一、力学
1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);
2、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
5、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
6、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
7、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;
8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;
9、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;
俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
11、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;
1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
二、电磁学
12、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
13、16世纪末,英国人吉伯第一个研究了摩擦是物体带电的现象。
18世纪中叶,美国人富兰克林提出了正、负电荷的概念。
1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
14、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
15、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
16、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
17、1911年,荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
18、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳定律。
19、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
20、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
21、荷兰物理学家洛伦兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点。
22、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
23、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。
(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径,带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同)
24、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。
25、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
26、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一。
三、热学
27、1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
28、1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。
29、1848年 开尔文提出热力学温标,指出绝对零度是温度的下限。
30、19世纪中叶,由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。
21、1642年,科学家托里拆利提出大气会产生压强,并测定了大气压强的值。
四年后,帕斯卡的研究表明,大气压随高度增加而减小。
1654年,为了证实大气压的存在,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验。
四、波动学
22、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。
23、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。
24、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
五、光学
25、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。
26、1801年,英国物理学家托马斯�6�1杨成功地观察到了光的干涉现象。
27、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射——泊松亮斑。
28、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
29、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
30、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。
31、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线;
1801年,德国物理学家里特发现紫外线;
1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。
32、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”。
六、波粒二象性
33、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的(电磁波的发射和吸收不是连续的),而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子E=hν,把物理学带进了量子世界;
受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
34、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。
35、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,最先得出氢原子能级表达式,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
36、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。
37、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;
1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
七、相对论
38、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界),
②热辐射实验——量子论(微观世界);
39、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
40、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:
①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;
②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
狭义相对论的其他结论:
①时间和空间的相对性——长度收缩和动钟变慢(或时间膨胀)
②相对论速度叠加:光速不变,与光源速度无关;一切运动物体的速度不能超过光速,即光速是物质运动速度的极限。
③相对论质量:物体运动时的质量大于静止时的质量。
41、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式:E=mc2。
八、原子物理学
42、1858年,德国科学家普吕克尔发现了一种奇妙的射线——阴极射线(高速运动的电子流)。
43、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,指出阴极射线是高速运动的电子流。说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。1906年,获得诺贝尔物理学奖。
44、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m 。
45、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。
天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。
46、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,
并预言原子核内还有另一种粒子——中子。
47、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖。
48、1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。
49、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋(Po)镭(Ra)。
50、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。
51、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成)。
52、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应)。人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。
53、粒子分三大类:媒介子-传递各种相互作用的粒子,如:光子;
轻子-不参与强相互作用的粒子,如:电子、中微子;
强子-参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子。
54、1964年盖尔曼提出了夸克模型,认为介子是由夸克和反夸克所组成,重子是由三个夸克组成。 望采纳 谢谢
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新课标高考高中物理学史汇总
I必考部分:(必修1、必修2、选修3-1、3-2 )
力学:
1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);
2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验--马德堡半球实验;
3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)
6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验,提出"地心说",古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了"日心说",大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;
9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;
10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比);
俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。
10、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;
1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船"东方1号"带着尤里加加林第一次踏入太空。
11、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
12、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想);1846年,科学家应用万有引力定律,计算并观测到海王星。
电磁学:
13、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
14、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
15、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
16、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
17、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
18、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象--超导现象。
19、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳--楞次定律。
20、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
21、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
22、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
23、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。
24、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
25、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。
26、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律--电磁感应定律。
27、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律--楞次定律。
28、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。
II.选考部分:(选修3-3、3-4、3-5 )
热学(3-3选做):
29、1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象--布朗运动。
30、19世纪中叶,由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。
31、1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。
32、1848年 开尔文提出热力学温标,指出绝对零度是温度的下限。指出绝对零度(-27315℃)是温度的下限。T=t+27315K
热力学第三定律:热力学零度不可达到。
波动学、光学、相对论(3-4选做):
33、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。
34、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律--惠更斯原理。
35、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象--多普勒效应。相互接近,f增大;相互远离,f减少
36、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。电磁波是一种横波
37、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
38、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。
39、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线;
1801年,德国物理学家里特发现紫外线;
1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。
40、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律--折射定律。
41、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
42、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射-泊松亮斑。
43、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波;
1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波
44、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:
①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;
②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论--质能方程式:。
46.公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。
47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。(注意其测量方法)
48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒;另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。
相对论
49、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验--相对论(高速运动世界), ②热辐射实验--量子论(微观世界);
50、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
51、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:
①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;
②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
52、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子;
53、激光--被誉为20世纪的"世纪之光";
动量、波粒二象性、原子物理(3-5选做):
54、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
55、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时--康普顿效应,证实了光的粒子性。(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子)
56、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
57、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;
58、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
59、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线--阴极射线(高速运动的电子流)。
60、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖。
61、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
62、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。
63、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子。预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成。
64、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律--巴耳末系。
65、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式;
66、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。
天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。
67、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素--钋(Po)镭(Ra)。
68、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,
并预言原子核内还有另一种粒子--中子。
69、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖。
70、1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。
71、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。63、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成)。
72、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应)。人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。
73、1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型;
粒子分三大类:媒介子-传递各种相互作用的粒子,如:光子;
轻子-不参与强相互作用的粒子,如:电子、中微子;
强子-参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷
物理学史专题
★伽利略(意大利物理学家)
对物理学的贡献:
①发现摆的等时性
②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关
③伽利略的理想斜面实验:将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页(发现了物体具有惯性,同时也说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因)
经典题目
伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因(错)
伽利略认为力是维持物体运动的原因(错)
伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来(对)
伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去(对)
★胡克(英国物理学家)
对物理学的贡献:胡克定律
经典题目
胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)
★牛顿(英国物理学家)
对物理学的贡献
①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上,采用归纳与演绎、综合与分析的方法,总结出一套普遍适用的力学运动规律--牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系,物理学从此成为一门成熟的自然科学
②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生
经典题目
牛顿发现了万有引力,并总结得出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出了引力常数(对)
牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动(对)
牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础(对)
★卡文迪许
贡献:测量了万有引力常量
典型题目
牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量(错)
卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值(对)
★亚里士多德(古希腊)
观点:
①重的物理下落得比轻的物体快
②力是维持物体运动的原因
经典题目
亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动(对)
★开普勒(德国天文学家)
对物理学的贡献 开普勒三定律
经典题目
开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律(错)
托勒密(古希腊科学家)
观点:发展和完善了地心说
哥白尼(波兰天文学家) 观点:日心说
第谷(丹麦天文学家) 贡献:测量天体的运动
弗里德里希·威廉·赫歇尔(英国天文学家)
贡献:用望远镜发现了太阳系的第七颗行星--天王星
汤苞(美国天文学家)
贡献:用"计算、预测、观察和照相"的方法发现了太阳系第九颗行星--冥王星
泰勒斯(古希腊)
贡献:发现毛皮摩擦过的琥珀能吸引羽毛、头发等轻小物体
★库仑(法国物理学家)
贡献:发现了库仑定律--标志着电学的研究从定性走向定量
典型题目
库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用(对)
库仑发现了电流的磁效应(错)
★富兰克林(美国物理学家)
贡献:
①对当时的电学知识(如电的产生、转移、感应、存储等)作了比较系统的整理
②统一了天电和地电
★密立根 贡献:密立根油滴实验--测定元电荷
★昂纳斯(荷兰物理学家) 发现超导
★欧姆: 贡献:欧姆定律(部分电路、闭合电路)
★奥斯特(丹麦物理学家)
电流的磁效应(电流能够产生磁场)
经典题目
奥斯特最早发现电流周围存在磁场(对)
法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应(错)
★法拉第
贡献:
①用电场线的方法表示电场
②发现了电磁感应现象
③发现了法拉第电磁感应定律(E=n△Φ/△t)
经典题目
奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象(对)
法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律(对)
奥斯特对电磁感应现象的研究,将人类带入了电气化时代(错)
法拉第发现了磁生电的方法和规律(对)
★安培(法国物理学家)
①磁场对电流可以产生作用力(安培力),并且总结出了这一作用力遵循的规律
②安培分子电流假说
经典题目
安培最早发现了磁场能对电流产生作用(对)
安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式(错)
★狄拉克(英国物理学家)
贡献:预言磁单极必定存在(至今都没有发现)
★洛伦兹(荷兰物理学家)
贡献:1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式(洛伦兹力)
★阿斯顿
贡献:
①发现了质谱仪 ②发现非放射性元素的同位素
★劳伦斯(美国) 发现了回旋加速器
★楞次 发现了楞次定律(判断感应电流的方向)
★汤姆生(英国物理学家)
贡献:
①发现了电子(揭示了原子具有复杂的结构)
②建立了原子的模型--枣糕模型
经典题目
汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子(对)
★卢瑟福(英国物理学家)
指导助手进行了α粒子散射实验(记住实验现象)
提出了原子的核式结构(记住内容)
发现了质子
经典题目
汤姆生提出原子的核式结构学说,后来卢瑟福用 粒子散射实验给予了验证(错)
卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子的发光现象(错)
卢瑟福的a粒子散射实验可以估算原子核的大小(对)
卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,揭示了原子核的组成(对)
★波尔(丹麦物理学家)
贡献:波尔原子模型(很好的解释了氢原子光谱)
经典题目
玻尔把普朗克的量子理论运用于原子系统上,成功解释了氢原子光谱规律(对)
玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出的(错)
玻尔氢原子能级理论的局限性是保留了过多的经典物理理论(对)
★贝克勒尔(法国物理学家)
发现天然放射现象(揭示了原子核具有复杂结构)
经典题目
天然放射性是贝克勒尔最先发现的(对)
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构(错)
★伦琴 贡献:发现了伦琴射线(X射线)
★查德威克 贡献:发现了中子
★约里奥居里和伊丽芙居里夫妇
①发现了放射性同位素
②发现了正电子
经典题目
居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现电子(错)
约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现正电子(对)
★普朗克 贡献:量子论
★爱因斯坦
贡献:
①用光子说解释了光电效应
②相对论
经典题目
爱因斯坦提出了量子理论,普朗克提出了光子说(错)
爱因斯坦用光子说很好地解释了光电效应(对)
是爱因斯坦发现了光电效应现象,普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说(错)
爱因斯坦创立了举世瞩目的相对论,为人类利用核能奠定了理论基础;普朗克提出了光子说,深刻地揭示了微观世界的不连续现象(错)
★麦克斯韦
贡献:
①建立了完整的电磁理论
②预言了电磁波的存在,并且认为光是一种电磁波(赫兹通过实验证实电磁波的存在)
经典题目
普朗克在前人研究电磁感应的基础上建立了完整的电磁理论(对)
麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验方法给予了证实(对)
麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在(错)
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电子发现后,由于原子是中性的,说明原子中还有带正电的部分,表明原子不是最小的微粒,而是具有复杂结构的.
天然放射现象是原子核发出的,天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构,原子核还可再分.故ABD错误,C正确;
故选:C.
一力学部分:
1、基本概念:
力、合力、分力、力的平行四边形法则、三种常见类型的力、力的三要素、时间、时刻、位移、路程、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率、加速度、共点力平衡(平衡条件)、线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、动量、冲量、动量变化、功、功率、能、动能、重力势能、弹性势能、机械能、简谐运动的位移、回复力、受迫振动、共振、机械波、振幅、波长、波速
2、基本规律:
匀变速直线运动的基本规律(12个方程);
三力共点平衡的特点;
牛顿运动定律(牛顿第一、第二、第三定律);
万有引力定律;
天体运动的基本规律(行星、人造地球卫星、万有引力完全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题);
动量定理与动能定理(力与物体速度变化的关系 — 冲量与动量变化的关系 — 功与能量变化的关系);
动量守恒定律(四类守恒条件、方程、应用过程);
功能基本关系(功是能量转化的量度)
重力做功与重力势能变化的关系(重力、分子力、电场力、引力做功的特点);
功能原理(非重力做功与物体机械能变化之间的关系);
机械能守恒定律(守恒条件、方程、应用步骤);
简谐运动的基本规律(两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式);简谐运动的图像应用;
简谐波的传播特点;波长、波速、周期的关系;简谐波的图像应用;
3、基本运动类型:
运动类型 受力特点 备注
直线运动 所受合外力与物体速度方向在一条直线上 一般变速直线运动的受力分析
匀变速直线运动 同上且所受合外力为恒力 1 匀加速直线运动
2 匀减速直线运动
曲线运动 所受合外力与物体速度方向不在一条直线上 速度方向沿轨迹的切线方向
合外力指向轨迹内侧
(类)平抛运动 所受合外力为恒力且与物体初速度方向垂直 运动的合成与分解
匀速圆周运动 所受合外力大小恒定、方向始终沿半径指向圆心
(合外力充当向心力) 一般圆周运动的受力特点
向心力的受力分析
简谐运动 所受合外力大小与位移大小成正比,方向始终指向平衡位置 回复力的受力分析
4、基本方法:
力的合成与分解(平行四边形、三角形、多边形、正交分解);
三力平衡问题的处理方法(封闭三角形法、相似三角形法、多力平衡问题—正交分解法);
对物体的受力分析(隔离体法、依据:力的产生条件、物体的运动状态、注意静摩擦力的分析方法—假设法);
处理匀变速直线运动的解析法(解方程或方程组)、图像法(匀变速直线运动的s-t图像、v-t图像);
解决动力学问题的三大类方法:牛顿运动定律结合运动学方程(恒力作用下的宏观低速运动问题)、动量、能量(可处理变力作用的问题、不需考虑中间过程、注意运用守恒观点);
针对简谐运动的对称法、针对简谐波图像的描点法、平移法
5、常见题型:
合力与分力的关系:两个分力及其合力的大小、方向六个量中已知其中四个量求另外两个量。
斜面类问题:(1)斜面上静止物体的受力分析;(2)斜面上运动物体的受力情况和运动情况的分析(包括物体除受常规力之外多一个某方向的力的分析);(3)整体(斜面和物体)受力情况及运动情况的分析(整体法、个体法)。
动力学的两大类问题:(1)已知运动求受力;(2)已知受力求运动。
竖直面内的圆周运动问题:(注意向心力的分析;绳拉物体、杆拉物体、轨道内侧外侧问题;最高点、最低点的特点)。
人造地球卫星问题:(几个近似;黄金变换;注意公式中各物理量的物理意义)。
动量机械能的综合题:
(1) 单个物体应用动量定理、动能定理或机械能守恒的题型;
(2) 系统应用动量定理的题型;
(3) 系统综合运用动量、能量观点的题型:
① 碰撞问题;
② 爆炸(反冲)问题(包括静止原子核衰变问题);
③ 滑块长木板问题(注意不同的初始条件、滑离和不滑离两种情况、四个方程);
④ 子弹射木块问题;
⑤ 弹簧类问题(竖直方向弹簧、水平弹簧振子、系统内物体间通过弹簧相互作用等);
⑥ 单摆类问题:
⑦ 工件皮带问题(水平传送带,倾斜传送带);
⑧ 人车问题;人船问题;人气球问题(某方向动量守恒、平均动量守恒);
机械波的图像应用题:
(1)机械波的传播方向和质点振动方向的互推;
(2)依据给定状态能够画出两点间的基本波形图;
(3)根据某时刻波形图及相关物理量推断下一时刻波形图或根据两时刻波形图求解相关物理量;
(4)机械波的干涉、衍射问题及声波的多普勒效应。
二高中物理电学知识点
十、电场 1两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=160×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=90×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)} 4真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量} 5匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)} 6电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)} 9电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)} 10电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值} 11电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕 14带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2 15带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d) 抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]; (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关; (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面; (6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF; (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=160×10-19J; (8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。 十一、恒定电流 1电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)} 2欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)} 3电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ωm),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)} 4闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)} 5电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)} 6焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 7纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率} 9电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 10欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11伏安法测电阻电流表内接法: 电流表外接法:电压表示数:U=UR+UA 电流表示数:I=IR+IV Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大便于调节电压的选择条件Rp>Rx 便于调节电压的选择条件Rp<Rx 十二、磁场 1磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位:(T),1T=1N/Am 2安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)} 3洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕 {f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)} 4在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下:(a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。十三、电磁感应 1[感应电动势的大小计算公式] 1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率} 2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)} 3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值} 4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)} 2磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 3感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极} 4自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。十四、交变电流(正弦式交变电流) 1电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf) 2电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总 3正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2 4理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系 U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出 5在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〔见第二册P198〕; 6公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T); S:线圈的面积(m2);U:(输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。注: (1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线; (2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变; (3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值; (4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入; (5)其它相关内容:正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用
三热学部分重要知识点:
一、重要概念和规律
1.分子动理论
物质是由大量分子组成的;分子永不停息的做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。说明:(1)阿伏伽德罗常量NA=602X1023摩-1。它是联系宏观量和微观量的桥梁,有很重要的意义;(2)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动,不是分子本身的运动。它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动。
2 温度
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映,具有统计的意义,对个别分子而言,温度是没有意义的。任何物体,当它们的温度相同时,物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同,因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。
3.内能
定义 物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素 :物质数量(m). 温度(T)、体积(V)。改变方式 做功——通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换;热传递——通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系 △E=W+Q(热力学第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。必须注意:不消耗任何能量,不断对外做功的机器(永动机)是不可能的。利用热机,要把从燃料的化学能转化成的内能,全部转化为机械能也是不可能的。
5 理想气体状态参量
理想气体 始终遵循三个实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖•吕萨克定律)的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为:温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强 大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能.理想气体的内能仅与温度有关。
6 一定质量理想气体的实验定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;盖•吕萨克定律:V/T=恒量。
7 一定质量理想气体状态方程
PV/T=恒量
说明(1)一定质量理想气体的某个状态,对应于P一V(或P-T、V-T)图上的一个点,从一个状态变化到另一个状态,相当于从图上一个点过渡到另一个点,可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B,可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程,可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。(2)当气体质量发生变化或互有迁移(混合)时,可采用把变质量问题转化为定质量问题,利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微观统计平均
热学的研究对象是由大量分子组成的.其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体(每个分子)的受力情况,写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此,当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时,所表现出来的宏观特性——如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时,必显示出不均匀性,如晶体的各自异性等。研究热学现象时,必须充分领会这种统计平均观点。
2.物理图象
气体性质部分对图象的应用既是一特点,也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映,往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求,不仅是识图、用图,而且还应变图一即作图象变换。如图P-V图变换成p-T图或V-T图等。
3 能的转化和守恒
各种不同形式的能可以互相转化,在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透,应牢固把握。
三、基本解题思路
热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分,基本解题思路可概括为四句话:
1.选取研究对象.它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。(状态变化时质量必须一定。)
2.确定状态参量 对功热转换问题,即找出相互作用前后的状态量,对气体即找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式。
3、认识变化过程 除题设条件已指明外,常需通过 究对象跟周围环境的相互关系中确定。
4.列出相关方程
四 光学部分重要知识点:
十六、光的反射和折射(几何光学)
1反射定律α=i {α;反射角,i:入射角}
2绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin /sin {光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速, :入射角, :折射角}
3全反射:1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n
2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;
(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;
(4)熟记各种光学仪
器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;
(5)白光通过三棱镜发色散规律:紫光靠近底边出射见〔第三册P16〕。
十七、光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性)
1两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)
2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: =nλ;暗条纹位置: =(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,、、、);条纹间距{ :路程差(光程差);λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离}
3光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)
4薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4〔见第三册P25〕
5光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕
6光的偏振:光的偏振现象说明光是横波
7光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕
8光子说,一个光子的能量E=hν {h:普朗克常量=663×10-34Js,ν:光的频率}
9爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W {mVm2/2:光电子初动能,hν:光子能量,W:金属的逸出功}
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史、泊松亮斑、发射光谱、吸收光谱、光谱分析、原子特征谱线、光电效应的规律光子说、光电管及其应用、光的波粒二象性、激光。
五 原子物理部分重要知识点:
一、原子模型
1汤姆生模型(枣糕模型)
汤姆生发现了电子,使人们认识到原子有复杂结构。
2卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)
α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的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原子核里,带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。
3玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数n叫量子数。)
⑴玻尔的三条假设(量子化)
①轨道量子化rn=n2r1 r1=053×10-10m
②能量量子化: E1=-136eV
③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En
⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子;从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加热的方法,使分子热运动加剧,分子间的相互碰撞可以传递能量)。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子;而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。(如在基态,可以吸收E ≥136eV的任何光子,所吸收的能量除用于电离外,都转化为电离出去的电子的动能)。
⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
例1 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为:①hν1;②hν3;③h(ν1+ν2);④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中
A只有①③正确 B只有②正确
C只有②③正确 D只有④正确
解:该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有hν3=E3- E1,hν1=E3- E2,hν2=E2- E1,可见hν3= hν1+ hν2= h(ν1+ν2),所以照射光子能量可以表示为②或③,答案选C。
4光谱和光谱分析
⑴炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。
⑵稀薄气体发光形成线状谱(又叫明线光谱、原子光谱)。
根据玻尔理论,不同原子的结构不同,能级不同,可能辐射的光子就有不同的波长。所以每种原子都有自己特定的线状谱,因此这些谱线也叫元素的特征谱线。
根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成,这种方法叫做光谱分析。这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。只要某种元素在物质中的含量达到10-10g,就可以从光谱中发现它的特征谱线。
二、天然放射现象
1天然放射现象
天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。
2各种放射线的性质比较
种 类 本 质 质量(u) 电荷(e) 速度(c) 电离性 贯穿性
α射线 氦核 4 +2 01 最强 最弱,纸能挡住
β射线 电子 1/1840 -1 099 较强 较强,穿几mm铝板
γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强,穿几cm铅版
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:
如⑴、⑵图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大,γ不偏转;区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧,在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点;如果α也打在O点,则β必打在O点下方;如果β也打在O点,则α必打在O点下方。
例2 如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有
A打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线
Bα射线和β射线的轨迹是抛物线
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