【知识点详解】
1. 光电效应:光电效应是由德国物理学家爱因斯坦解释的现象,他在1905年提出了光子说。光子说解释了为何光照射在某些材料上时,会使得电子从材料中逸出。当光的频率高于特定阈值时,光的能量会被单个电子吸收,导致电子获得足够的能量脱离原子,形成光电效应。
2. α粒子散射实验:卢瑟福通过α粒子散射实验,发现原子内部大部分为空旷空间,原子的正电荷集中在非常小的核内,形成了原子核模型。而非卢瑟福提出的原子能级结构,那是尼尔斯·玻尔的贡献。
3. 放射现象:法国科学家玛丽·居里是最早研究放射性现象的科学家之一,她与丈夫皮埃尔·居里共同发现了镭和钋两种放射性元素。
4. 原子核的结构与衰变:汤姆孙提出的原子模型是“葡萄干布丁模型”,而非核式结构。α射线、β射线和γ射线是原子核衰变过程中释放的三种放射线,其中α射线穿透能力最弱,β射线次之,γ射线最强。α衰变会导致核内质子数减少2,中子数减少2;β衰变则是质子转化为中子,释放电子。放射性元素的半衰期是固定的,不受外部条件(如温度)影响。
5. 天然放射现象:β射线实际上是核内中子转变为质子时释放的电子,不是来自核外电子。放射性元素的半衰期与温度无关,是原子核自身的性质。
6. 动量守恒定律:在爆炸或核反应中,动量总是守恒的。手榴弹爆炸的例子展示了动量守恒定律的应用,即使碎片速度和方向改变,它们的总动量仍保持不变。
7. 光电效应:光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而非强度。丙光对应的光电子最大初动能较大,且光强对单位时间内逸出的光电子数有影响。
8. 动量守恒定律在碰撞中的应用:光滑水平面上的碰撞问题,动量守恒是关键。A与B碰撞后,系统总动量保持不变,但A的动量会传递给B,最终可能导致两者速度相等。
9. 氢原子能级跃迁:氢原子从高能级向低能级跃迁时会发射光子,对应能量等于两能级之差。若发射的光子能量大于锌的逸出功,可产生光电效应。一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁,最多可放出n(n-1)/2=3种不同频率的光。
10. 核聚变反应:轻核聚变释放大量能量,例如氘和氚的聚变会产生氦核和中子,核反应方程为21H + 31H → 42He + 10n。释放的能量可以通过质能方程E=Δmc²计算,其中Δm是质量亏损,c是光速。
11. 氢原子能级与光电效应:根据氢原子能级图,从第四能级跃迁到基态可放出若干种不同频率的光子。若发光管发射的光子能量大于金属钠的极限频率,就能发生光电效应。通过计算可确定是否能激发光电效应以及光电子的最大初动能。
12. 核反应与动量守恒:核反应中,63Li俘获中子生成两个新核的过程遵循动量守恒定律。通过动量守恒可以计算另一生成物的速度,从而分析整个反应过程。
这些知识点涵盖了物理学中的基本概念,包括原子结构、放射性、动量守恒定律、光电效应、能级跃迁、核反应等多个方面。