【知识点解析】
1. **核聚变反应**:在题目中提到的核反应方程21H + 31H → 42He + X,是典型的轻元素核聚变反应,其中X代表中子。这是核物理学的基础知识,中子是由查德威克在1932年发现的。
2. **物质的结构与性质**:
- 各向异性:天然石英的各向异性是由于其内部微粒(硅酸盐离子)在空间有序排列导致的。
- 石墨与金刚石:这两种物质物理性质差异源于碳原子的不同排列方式,即晶格结构的不同。
- 多晶体的各向同性:多晶体中,小晶粒的随机排列使得宏观上表现出各向同性。
3. **热力学与统计物理**:
- 布朗运动:它实际上是悬浮在液体或气体中的微粒因周围分子碰撞产生的无规则运动,而非分子本身的运动。
- 液体表面层分子间的力:在液体表面,分子间的引力和斥力达到平衡,形成了表面张力。
- 分子动能:相同温度下,所有物质的分子平均动能都相同,与物质的状态(液态、固态或气态)无关。
4. **磁场与带电粒子运动**:
- 匀强磁场中,带电粒子的运动轨迹取决于其电量、质量以及入射速度与磁场方向的关系。
- α衰变:146C原子核如果放出α粒子(氦核),会形成新的原子核,但题目中粒子与反冲核的径迹比例说明这不是α衰变。
5. **分子力与分子势能**:
- 分子势能曲线:Ep与x的关系图揭示了分子间的引力和斥力变化,P点是分子力为零的位置,但加速度不一定为零。
- 分子力做功:从P到Q,分子力由负变正,说明分子力做正功,分子势能减小。
6. **放射性衰变**:
- 衰变能量:由质能方程E=mc²可知,衰变过程中的能量来自于质量亏损。
- β粒子与光子的性质:β粒子(电子)的电离能力通常弱于γ射线(光子),而光子的能量与其频率成正比,动量与频率有关。
- 半衰期:60Co的半衰期是5.27年,这意味着过这个时间后,剩余的60Co数量减半,但并不意味着一定是原来的1/2,因为衰变是随机过程。
7. **光导纤维**:
- 光纤通信利用光的全反射原理,内芯和外套材料的折射率差决定了能否实现全反射。
- 光在光纤中的传播速度:光速与介质的折射率有关,折射率越大,光速越慢。
- 全反射条件:当入射角大于临界角时,光会发生全反射,临界角与折射率成反比。
- 光传播时间:若a光刚好发生全反射,其在光纤中的传播时间可以通过光程和光速计算得出。
8. **氢原子光谱与波尔理论**:
- 巴尔末公式描述了氢原子在特定能级跃迁时发出的谱线,是氢原子光谱的基础。
- 里德伯常量R与氢原子基态能量E1的关系,结合玻尔理论,可以推导出R的表达式,它与能级关系和普朗克常量、光速有关。
以上知识点涵盖了高二物理的多个核心概念,包括核物理、固体结构、热力学、电磁学、量子力学等方面,是高中阶段重要的学习内容。