【知识点详解】
1. 布朗运动:布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒因周围分子的不规则碰撞而表现出的无规则运动。它不是分子本身的运动,而是分子运动的宏观表现。温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈。这是因为高温会增加分子的热运动速度,使得撞击更加频繁且不均衡,导致粒子运动更显著。
2. 分子间作用力与分子势能:分子间存在引力和斥力,当分子间距改变时,这两种力的相对大小也会变化。当分子间距减小时,分子力先表现为引力并逐渐增大,然后在某个距离(平衡距离r0)变为斥力并继续增大,最后又减小。分子势能与分子力的变化相反,即分子力做正功时,分子势能减小;分子力做负功时,分子势能增大。因此,在两个分子距离由10r0变为r0的过程中,分子力先增大后减小,分子势能始终减小。
3. 分子动理论:分子直径的数量级通常为10^-10m,而不是10^-15m。气体分子间的抗拒压缩的力并不完全是由于分子间的斥力,而是因为分子间的平均距离小于平衡距离,分子间的引力和斥力的合力表现为斥力。利用气体的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数可以估算分子间的平均距离。此外,热平衡的标志是温度相同,而非内能。
4. 光电效应:光电效应是指光照射在金属表面时,若光的频率超过某一阈值(即截止频率或红限),金属中的电子吸收光子能量逸出成为光电子。遏止电压与最大初动能和入射光频率有关,饱和光电流与入射光强度有关,而与入射光频率无关。不同金属的逸出功不同,但同一金属的逸出功对所有入射光都是一致的。
5. 光电流与电压关系:在光电效应实验中,饱和光电流与入射光强度成正比,即入射光越强,饱和电流越大。遏止电压仅取决于入射光的频率,与入射光强度无关。增大电压不会使光电流无限增大,当电压达到一定值,光电流达到饱和。发生光电效应的条件是光的频率大于截止频率,与光的强度无关。
6. 康普顿效应:康普顿效应证明了光的粒子性,表明光子不仅具有能量,还具有动量。当X射线与电子碰撞时,光子的部分动量转移到电子上,导致光子散射后频率降低(康普顿红移),同时散射角增大。
以上是对试卷中涉及的物理知识点的详细解释,涵盖了布朗运动、分子间作用力与分子势能、分子动理论、光电效应以及康普顿效应等多个方面。这些知识点属于高中物理中的核心概念,对于理解微观世界和量子现象至关重要。