1. Radiación del cuerpo negro (comprensión) y cuanto de energía
1. Esta radiación está relacionada con la temperatura del objeto y se llama radiación térmica.
2. Cuerpo negro: Un objeto puede absorber completamente ondas electromagnéticas incidentes de diversas longitudes de onda sin reflejarlas. Este objeto se llama cuerpo negro.
3. Leyes experimentales de la radiación del cuerpo negro
① Las ondas electromagnéticas radiadas por objetos hechos de materiales en general no solo están relacionadas con la temperatura, sino también con el tipo de material y las condiciones de la superficie.
②La distribución de intensidad de las ondas electromagnéticas irradiadas por un cuerpo negro solo está relacionada con la temperatura del cuerpo negro.
A. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la intensidad de la radiación de varias longitudes de onda.
bA medida que aumenta la temperatura, el valor máximo de intensidad de radiación se desplaza hacia longitudes de onda más cortas.
4.★★★★Cuántica de Energía de Planck: Cuando las partículas cargadas irradian o absorben energía, sólo pueden irradiar o absorber un múltiplo entero de un determinado valor energético mínimo. Es decir, la radiación o absorción de energía sólo puede ser una parte. Este valor de energía mínimo indivisible ε se llama cuanto de energía. El tamaño del cuanto de energía es ε = h ν, donde ν es la frecuencia de la onda electromagnética y h se llama constante de Planck.
El fotón de Einstein decía: La luz que se propaga en el espacio mismo es una copia, cada cuanto de energía.
Se llama fotón. La energía de un fotón es ε = h ν.
2. La ley del efecto fotoeléctrico
Cada metal tiene una frecuencia límite.
(2) La intensidad de la fotocorriente es proporcional a la intensidad de la luz incidente.
(3) Cuando la luz incide sobre la superficie del metal, la emisión de fotoelectrones es casi instantánea.
(4) La energía cinética inicial máxima de los fotones no tiene nada que ver con la intensidad de la luz incidente y aumenta con la frecuencia de la luz incidente.
Comprensión: (1) Intensidad de la luz (luz monocromática) Número de fotones Número de fotoelectrones Fotocorriente de saturación
(2) Frecuencia del fotón v Energía del fotón ε = h v
Ecuación del efecto fotoeléctrico de Einstein (verificación de Millikan) ek = H ν-W0
Tensión de contención Uce=Ek
3. Dualidad onda-partícula de las ondas de luz y materia
1. La interferencia, difracción y polarización de la luz demuestran que la luz fluctúa. El efecto fotoeléctrico (los fotones tienen energía) y el efecto Compton (los fotones tienen impulso y energía) ilustran que la luz tiene naturaleza de partículas.
Las propiedades de la luz: La luz tiene tanto fluctuaciones como propiedades de partículas, lo que se denomina dualidad onda-partícula de la luz.
2. Las ondas luminosas son ondas de probabilidad. Una gran cantidad de partículas de baja frecuencia tienen fluctuaciones obvias (tenga en cuenta que hay partículas, pero no son obvias).
3. Onda de materia de De Broglie (confirmada por difracción de electrones): Cualquier objeto en movimiento, desde partículas microscópicas hasta objetos macroscópicos, tiene una onda correspondiente, su longitud de onda λ =, p es un objeto en movimiento El momento de , h es la constante de Planck. ()
Estructura atómica
1 Basándose en la desviación de los rayos catódicos en campos eléctricos y magnéticos, el físico británico Tang Musun determinó que los rayos catódicos son electrones y calculó la carga específica de los electrones. . Millikan midió la carga de los electrones mediante un experimento de gota de aceite y descubrió que la carga estaba cuantificada.
2. Experimento de dispersión de partículas alfa de Rutherford: demuestra que los átomos tienen una estructura nuclear.
Después de pasar a través de la lámina de oro, la gran mayoría de las partículas alfa todavía se mueven en la dirección original, pero algunas partículas alfa se han desviado en ángulos grandes y algunas partículas alfa se han desviado más de 90 grados, y algunos incluso han sido derribados. .
3. Rutherford propuso el modelo de estructura nuclear.
2. Hipótesis de la estructura atómica de Bohr (hipótesis científica, similar a la hipótesis de la corriente molecular de Ampere)
1. Estado estacionario (cuantización de energía) 2. Cuantización orbital3. Condiciones de transición:
4. La fórmula del nivel de energía del átomo de hidrógeno: en = E1 (n = 1, 2, 3,...), donde E1 es la energía del estado fundamental.
5. Comprender las transiciones atómicas y la ionización:
Transición: Los átomos pasan del nivel de energía bajo (nivel de energía alto) E al nivel de energía alto (nivel de energía bajo) E, solo absorbiendo ( radiación) diferencia de energía Los fotones con energía entre H ν = E y E pueden absorber electrones cuya diferencia de energía está entre EkE y E.
Ionización en estado fundamental: los átomos de hidrógeno en el estado fundamental absorben energía mayor o igual a 13,6eV Los fotones o electrones luego ionizan los átomos de hidrógeno.
6. Un átomo de hidrógeno excitado con número cuántico n puede irradiar fotones de diferentes frecuencias en n-1 como máximo, y un grupo de átomos de hidrógeno excitados con número cuántico n puede irradiar fotones de diferentes frecuencias como máximo.
7. La energía de los átomos de hidrógeno (análogo al modelo de cuerpo celeste): e=EK+EP. Cuando el radio orbital disminuye, la gravedad de Coulomb realiza un trabajo positivo, mientras que la energía potencial atómica disminuye, la energía cinética del electrón aumenta y la energía atómica total disminuye. Por el contrario, cuando aumenta el radio orbital, aumenta la energía potencial eléctrica de los átomos, disminuye la energía cinética de los electrones y aumenta la energía total de los átomos.
8. Limitaciones del modelo de Bohr: El éxito radica en introducir la perspectiva cuántica en el campo atómico y proponer estados estacionarios y transiciones. La desventaja es que se mantiene el concepto de partículas clásicas y el movimiento de los electrones todavía se considera un movimiento orbital descrito por la mecánica clásica.
Parte nuclear
1. El descubrimiento de la radiación natural por parte del físico francés Becquerel demostró que los núcleos atómicos también tienen estructuras complejas.
Los Curie descubrieron los elementos radiactivos polonio y radio.
2. El núcleo de un átomo está compuesto por neutrones y protones, que en conjunto se denominan nucleones.
El símbolo del núcleo del elemento X es X, donde A representa el número másico y Z representa la carga nuclear.
Tipo
Forma
Carga
Calidad
Penetración
Ionización
Rayos alfa
2e
4 millones de píxeles
Los más débiles
Fuertes
p>Rayos beta
-e
Intensos
Más débiles
Rayos γ
Fotón (onda electromagnética)
La masa estática es cero.
Más fuerte
Muy débil
3. El cambio en el que un núcleo atómico libera partículas alfa o beta y se convierte en otro tipo de núcleo se llama desintegración nuclear. .
Desintegración α: X→Y+He La esencia de la desintegración α es 2h+2n → He.
Desintegración beta: X→Y+ELa esencia de la desintegración beta: 1.
n → 0
e+1
H
Los rayos γ son una nueva radiación de transición de nivel de energía nuclear después de que se produjo la desintegración α o β afuera.
Vida media: Tiempo que tarda la mitad de los núcleos de un elemento radiactivo en desintegrarse.
①El concepto de vida media se aplica a un gran número de desintegraciones nucleares (no tiene sentido hablar de vida media en el caso de un pequeño número de desintegraciones nucleares individuales).
② La vida media está determinada por las propiedades del núcleo atómico y las propiedades físicas del elemento (estado, presión, temperatura, densidad, etc.). ).
No tiene nada que ver con su naturaleza química o forma de existencia.
③N=N0(1/2)t/τ, m=m0(1/2)t/τ, I=I0(1/2)t/τ
I -Número de desintegraciones por unidad de tiempo, τ - vida media.
N0, m0, I0 son las cantidades iniciales, N, M, I son las variables restantes sin edad después del tiempo t.
El método para determinar el número de desintegraciones: primero determine el número de desintegraciones α mediante el cambio en el número de masa y luego determine el número de desintegraciones β.
5. Fuerza nuclear: Existe una fuerte interacción entre los nucleones que forman el núcleo atómico, de modo que los nucleones pueden superar la fuerza de Coulomb y quedar estrechamente combinados. Esta fuerza se llama fuerza nuclear. Sus características son las siguientes:
(1) La fuerza nuclear es una manifestación de interacción fuerte, que es mucho mayor que la fuerza de Coulomb en la escala nuclear.
(2) La fuerza nuclear es una fuerza de corto alcance y su rango de acción es de entre 1,5 × 10-15 m.
(3) Cada nucleón solo interactúa con los nucleones vecinos El efecto se llama saturación de fuerza nuclear.
6. El núcleo está compuesto por nucleones. Para separarlos se requiere energía, que se llama energía de unión del núcleo. La relación entre la energía de enlace y el número de nucleones se llama energía de enlace específica. Cuanto mayor es la energía de enlace específica, más fuerte es la unión de los nucleones en el núcleo y más estable es el núcleo.
Déficit de masa: La masa de un núcleo es menor que la suma de las masas de los núcleos que lo componen. Este fenómeno se llama defecto de calidad.
8. Los núcleos de tamaño mediano tienen la mayor energía de enlace específica (la pérdida de masa promedio de cada núcleo es la mayor) y estos núcleos son los más estables.
9. La ecuación masa-energía de Einstein es E=mc2. Si la pérdida de masa en una reacción nuclear es δ m, la energía nuclear liberada δ e = δ mc2.
10. La fisión nuclear pesada y la fusión nuclear ligera tienen defectos de masa y liberan energía nuclear.
11. Moderador: grafito, agua pesada, agua ligera (agua corriente). Las barras de cadmio (barras de control) controlan la velocidad de la reacción en cadena.
12. Lo que ocurre dentro de la bomba de hidrógeno y del sol es una reacción termonuclear (fusión). Bombas atómicas, centrales nucleares, etc. (Fisión nuclear pesada)
13 isótopos radiactivos y sus aplicaciones y protección
(1) El sector industrial utiliza rayos para medir el espesor, utilizando las características de penetración de los rayos gamma;
(2) Uso de alarmas de humo: uso de ionización de rayos para aumentar la concentración de iones conductores en el humo;
(3) Aplicaciones agrícolas: los rayos gamma causan mutaciones genéticas en las semillas y matan las bacterias perjudiciales. , inhibir la germinación, etc.
(4) Como átomos trazadores: utilizando isótopos radiactivos e isótopos no radiactivos con las mismas propiedades químicas.