一、光电效应。
1．光电效应实验。
光的电磁说，使光的理论发展到相当完美的地步，取得了巨大成就，但是并不能解释所有的光现象，光电效应现象的出现，光的电磁说遇到了不可克服的困难．
演示光电效应实验：
锌板被光照后，验电器带正电，说明从锌板表面上发射出电子．
在光（包括不可见光）照射下从物体发射出电子（光子）的现象叫做光电效应．
2．光电效应结论。
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）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大．
3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过．
4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比．
3．光电效应与光的电磁说的冲突。
光的电磁说不能解释前三条实验结论．
1）按照光的电磁说，光是电磁波，是变化的电场与变化的磁场的传播．入射光照射到金属上时，金属中的自由电子受变化电场的驱动力作用而做受迫振动，增大入射光的强度，光波的振幅增大，当电子做受迫振动的振幅足够大时，总可挣脱金属束缚而逸出，成为光电子，不应存在极限频率．
2）按照光的电磁说，光的强度应由光波的振幅决定，因此光电子的最大初动能应与入射光的强度有关．
3）按照光的电磁说，光电子的产生需要较长的时间而不是瞬间．
光电磁说与光电效应现象产生了尖锐的矛盾．是谁最终成功地解释了光电效应现象？
4．光子说。
年德国物理学家普朗克在研究“电磁场辐射的能量分布”时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合．
普朗克恒量．爱因斯坦在上述学说的启发下，于年提出光的光子说，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，光子的能量与频率成正比。
光子说对光电效应的解释：光子的能量只与光的频率有关，金属中的电子吸收的光子的频率越大，电子获得的能量也就越多，当能量足以使电子摆脱金属束缚时就能从金属表面逸出，成为光电子．因而存在一个能使电子获得足够能量的频率，即极限频率．
上述解释同样能解释光电效应第二条结论．
电子吸收了光子后，动能立刻就增加了，不需要能量的积累过程，因此光电子的发射几乎是瞬时的．
根据能量守恒定律： (光电方程)
5．光电效应的应用。
1）将光能量转化成其它能量，将太阳能转化为化学能——太阳能电池．
2）用来检查光信号。
3）光电管。
光电管：如图所示．光电管是利用光电效应把光信号转化为电信号的器件．为抽成真空的光电管，是石英窗口，光线可通过它照射到金属板上，金属板和组成一对电极与外部电路相连接．光源为白炽灯，在光源和石英窗口之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率，光源的亮度可以通过另一套装置调节．
制成光电管，可将光信号转化为声音信号．如电影，以前需一边放一边配音，现在则不用了，直接得声音信号．
4）自动化装置、无线电传真和光纤通信技术中．
二、光的波粒二象性。
1．波粒二象性。
光的干涉、衍射、偏振现象和光的电磁说，证明光具有波动性；光电效应现象和光子说证明光具有粒子性。无法用其中的一种性质解释所有光现象，所以认定光既有粒子性，又有波动性，即具有波粒二象性。
2．波粒二象性的统一。
不能把光当成宏观概念中的波或粒子，因为宏观世界的波动性与粒子性是对立的，而光的波动性与粒子性是统一在同一客体——光子上了。
个别光子表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；频率大的光子粒子性明显，而频率小的光子波动性明显；当光子和其他物质发生相互作用时往往显示粒子性，光在传播过程中往往显示波动性。
3．光波是一种概率波。
光的干涉、衍射现象等是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因而光波又叫概率波。
三、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）
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．）
1）玻尔的三条假设（量子化）
轨道量子化。
能量量子化：
原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量。
2）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 ≥13.6ev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）．
3）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．
4．光谱和光谱分析。
1）炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱．
2）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，就可以从光谱中发现它的特征谱线．
四、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。
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（1）、（2）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．（3）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．
五、核反应。
1．核反应类型。
1）衰变：α衰变：（核内）
衰变：（核内）
衰变：（核内）
衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级．
2）人工转变：（发现质子的核反应）
发现中子的核反应）
人工制造放射性同位素）
3）重核的裂变： 在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应．
4）轻核的聚变：（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）
所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒．（注意：质量并不守恒．）
2．半衰期。
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期．（对大量原子核的统计规律）计算式为：，n表示核的个数 ，此式也可以演变成或，式中m表示放射性物质的质量，n 表示单位时间内放出的射线粒子数．以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量．
半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．
3．放射性同位素的应用。
1）利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电．γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于**恶性肿瘤．各种射线均可使dna发生突变，可用于生物工程，基因工程．
2）作为示踪原子．用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能．
3）进行考古研究．利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代．
六、核能。1．核能。
核反应中放出的能叫核能．
2．质量亏损。
核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损．
3．质能方程。
爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：e = mc2，这就是爱因斯坦的质能方程．
质能方程的另一个表达形式是：δe=δmc2．
以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位．在非国际单位里，可以用1u=931.5mev．它表示1原子质量单位的质量跟931.5mev的能量相对应．
在有关核能的计算中，一定要根据已知和题解的要求明确所使用的单位制．
4．释放核能的途径。
凡是释放核能的核反应都有质量亏损．核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同．核子平均质量小的，每个核子平均放的能多．铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定．凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的．
5．核反应堆。
目前的所有正式运行的核电站都是应用裂变发电的．
核反应堆的主要组成是：
1）核燃料．用浓缩铀（能吸收慢中子的铀235占3%~4%）．
2）减速剂．用石墨或重水（使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收）．
3）控制棒．用镉做成（镉吸收中子的能力很强）．
4）冷却剂．用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全）．
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