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《高中物理选修3-4、3-5知识点》
Ⅰ 选修3-4部分
一、简谐运动 简谐运动的表达式和图象 Ⅰ
1、机械振动，简谐振动：
回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行
定义或理解：
①物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振
动，叫做简谐振动。
②物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，
2、描述振动的物理量，研 究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能
等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物 理量。
⑴位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量，
其最 大值等于振幅。
⑵振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小
不影响简揩振动的周 期和频率。
周期、频率、角频率的关系是：
T
1
2

， T

.

f
3、研究简谐振动规律的几个思路：
1) 用动力学方法研究，受力特征：回复力F =- kx；加速度，简谐振动是一种变
加速运动。在平衡位 置时速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，
加速度最大。
2) 用图象法研究：熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学
习的重点之一。
3) 从能量角度进行研究：简谐振动过程，系统动能和势能相互转化，总机械能
守恒，振动能量和振幅有关。
4、简谐运动图象描述振动的物理量
x-t图线上一点的切线的斜率等于v
从振动图象中的x分析有关物理量(v
，
a
，
F)
简谐运 动的特点是周期性。在回复力的作用下，
物体的运动在空间上有往复性，即在平衡位置附
近做往 复的变加速(或变减速)运动；在时间上有周
期性，即每经过一定时间，运动就要重复一次。
我 们能否利用振动图象来判断质点x，F，v，a的变化，它们变化的周期虽相等，
但变化步调不同，只有 真正理解振动图象的物理意义，才能进一步判断质点的运
动情况。
小结：
①简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，与运动轨迹不同。
②简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。
③根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。

二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） Ⅰ
单摆周期公式：
T2

l

g
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理

解和应用注意以下几个问题：1、简谐振动物体的周期和频率
l
是由振动系统本身的条件决定的。2、单摆周期公式中的l是指

摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。3、

摆球选用质量大体积小的，摆角不超过15°，摆球要在同一竖

直平面内摆动不要形成圆锥摆。4、摆球经过平衡位置时开始
单 摆
计时，要测多次全振动的时间来计算周期。
三、受迫振动和共振 Ⅰ
物体在周 期性外力作用下的振动叫受
迫振动。受迫振动的规律是：物体做受迫振
动的频率等于策动力的频 率，而跟物体固有
频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率

相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫

共振曲线，当驱动力
共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。
的频率等于系统的

固有频率时，振动的
振幅最大
四、机械波 横波和纵波 横波的图象 Ⅰ
机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条 件有两个：一
是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和 纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与
波的传播方向在同一直线上的叫 纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体
和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率 从20到2万赫兹。
机械波的特点：
⑴每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动；后一质点的振动总是落后
于带动它的前一质点的振动。
⑵波只是传播运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波迁移。
横波的图象
用 横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各
质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质
点的振动图象都是正弦
曲线，但他们的意义是
不同的。波形曲线表示
介质中的“各个质点”在
“某一 时刻”的位移，振动
图象则表示介质中“某
个质点”在“各个时刻”的
位移。

五、波长、波速和频率（周期）的关系 Ⅰ
描述机械波的物理量
⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位
移总是相等的质点间的距离叫波长。振 动在一个周期内在介
质中传播的距离等于波长。
⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保
持不变。
⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。
波速与波长和频率的关系：
v

T
，v=λf.

六、波的干涉和衍射 Ⅰ
波的干涉和衍射
衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播 的现象。产生显著衍射
的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉：频率 相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使
某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间 隔的现
波的衍射
象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。
稳定的干涉现象中，振动加强区和减
弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅
等于两列波振幅之 和，减弱区振幅等于两
列波振幅之差。判断加强与减弱区域的方
法一般有两种：一是画峰谷波形 图，峰峰
或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。二是相
干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数

倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的
波的干涉
现象。

七、多普勒效应 Ⅰ
1.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频 率变化的现
象叫做多普勒效应。两者互相靠近时观察到频率增加，互相远离时频率变小。

八、电磁波谱 电磁波及其应用 Ⅰ
一、麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场（磁场）在周围空间产生恒定的磁场（电场）
二、电磁波
1、电磁场：如果在空间某区域中有周期性变化
的电场,那么这个变化的 电场就在它周围空间
产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在
它周围空间产生新的周期性变 化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着

的,形成不可分割的统一体,这就是电 磁场
2、电磁波：
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还测量出 电磁
波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，赫兹在人类
历史上首先 捕捉到了电磁波。
电磁波（谱）及其应用
⑵电磁波谱
电磁波谱 无线电波
在振荡电路中，
红外线 可见光 紫外线 X射线
原子的内层电子
受到激发后产生
γ射线
原子核受到激发
后产生的

原子的外层电子受到激发产生的
产生机理
自由电子作周期
性运动产生 的

频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体
的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或
用γ刀进行手术．

九、光的折射定律 折射率 Ⅰ
折射率：光从一种介质射入另一种介质时， 虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之
比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的．这个 常数n跟介
质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率．
定义式：
n
12

sin

1


1
是光线在真空中与法线之间的夹角．
sin

2
2
是光线在介质中与法线之间的夹角．光从真空射入某种介质时的折射率，叫
做 该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率.

十、测定玻璃的折射率（实验、探究）Ⅰ
实验原理：如图所示，入射光线AO由空气射入玻< br>璃砖，经OO
1
后由O
1
B方向射出。作出法线NN
1
，
则折射率n=sinαsinγ
注意事项：手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的
界面；实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能
改变；大头针应垂直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，
以减小确定光 路方向造成的误差；入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。

十一、光的全反射 光导纤维 Ⅰ
全反射现象：当光从光密介质进入光 疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大
到某一角度时,折射角等于90°，此时，折射光完全消失 入射光全部反回原来的
介质中，这种现象叫做全反射.
临界角: 1)、定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的入射角，
叫做临界角.
11
2)临界角的计算: sinC=. C=arcsin
nn
光 导纤维：当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折
射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全 反
射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,
故光能损耗极小。

十二、光的干涉、衍射和偏振 Ⅰ
光的干涉
（1）产生稳定干涉的条件
只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光
的干涉。 由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相
差，因此，不能产生 干涉现象。
（2）条纹宽度(或条纹间距) 相邻两条亮（暗）条纹的间距
l
Δx为：
x

．
d
上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的
波长越大，条纹的宽度就越大。 当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距
最小。这表明不同色光的波长不同，红光最 长，紫光最短。
（3）薄膜干涉及其应用


②增透膜
增透膜 只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到(垂直)增透
膜上，绿光产生相消干涉，反 射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如
红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿 光的互补色——淡紫色。
光的衍射
⑴现象：
①单缝衍射a) 单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，

较亮两边亮 条纹较窄、较暗；b) 白光入射单缝时，出现彩色条纹。
② 圆孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹
③ 泊松亮斑 光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑
光的偏振的应用：
光的偏振现象在技术中有很多 应用．例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品
的照片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使 得水面下的景物和橱窗中
的陈列品看不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相机镜头上加一个偏振片，
使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些反射光滤掉，而摄
得清晰的照片； 此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等．





Ⅱ 选修3-5部分
一、动量 动量守恒定律 Ⅰ
1、动量：可以从两个侧面对动量进行 定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘
积，叫做物体的动量。②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。单位是
kgms
.动量是矢量，其方向就是瞬时速度的 方向。
因为速度是相对的，所以动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或 所受合外力为零，则系统的总动量守
恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分 别表示系统
作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：
①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，
系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用 力大，就可以把这些物体
看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同
一惯性参照系的， 一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而
不是代数和。
⑤ 动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力
不等于零，但只要在某一方面上 的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动
量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛 的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为
零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力 、弹力、摩擦力，还是电
力、磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或
相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一
起，还是分裂成 碎块，动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：
①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运 动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运
动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。 比如完全非弹性碰撞过程
研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内
能的机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描
述机械运动的物 理量。
动量守恒定律与机械能守恒定律比较：前者是矢量式，有广泛的适用范围，而后
者是标 量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。


二、验证动量守恒定律（实验、探究） Ⅰ
【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相
互作用的物体系统动量守恒．
【实验器材 】两个小球（大小相等，质量不
等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；
刻度尺；圆规．
【实验步骤】
1.用天平分别称出两个小球的质量m
1
和m
2
；
2.按 图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线
水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写
纸，并在白 纸上记下重锤线所指的位置O点.
3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小
球从斜槽上同 一位置从静止滚下，重复数
次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作
图2-1
出尽 可能小的圆，将这些点包括在圆内，则
圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。
4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；
5.让入射小球由某一 定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤
(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和 被碰小球落地点的平均位置N；
6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度； 7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围
内）：m
1
·OP=m
1
·OM+m
2
·ON
【注意事项】
1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．
2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．
3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都
保持静止状态．
4．入射球的质量应大于被碰球的质量．
5．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始 滚下．方法是在斜槽上的适
当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．
6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
7．m
1·OP=m
1
·OM+m
2
·ON式中相同的量取相同的单位即可．

三、弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ
碰撞：相互运动的物体相遇，在 极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显
著变化的过程叫碰撞。
正碰

以物体间碰撞形式

分类

斜碰
碰撞的种类

弹性碰撞

以物体间碰撞前后

两物体的总动能是

否发生变化分类

非弹性碰
完全非弹性

⑴完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机 械能的转移，无机械能的
损失，称完全弹性碰撞。
⑵非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的 作用下，部分机械能转化为物体的内
能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。
⑶完全非弹性碰撞 ：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），
称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一 起，具有相同的速度。




五、光电效应 Ⅰ
1、光电效应
⑴光电效应在光（包括不可见光）的照射下，从物体
发射出电子的现象称为光电效应。
⑵光电效应的实验规律：装置：如右图。
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发生光电效应，低于极限频
率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入
射光频率的增大而增大。
③大于 极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数
的多少），与入射光强度成正比 。
④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10
－
9
秒。
2、波动说在光电效应上遇到的困难
波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定 的与光的频率无关。
所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难
3、光子说 < br>⑴量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，
而是一份一份 的，每一份电磁波的能量

h

.
⑵光子论：1905年爱因斯 坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份
的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 率成正比。即：

h

.
其中

是电磁波的 频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10
－
34
Js

4、光子论对光电效应的解释
金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当 功能大于脱出功时，电子即可脱
离金属表面，入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越 大，飞
出时最大初功能也越大。
5．光电效应方程：
E
k
h

W
0

E
k
是光电子的最大初动能，当E
k
=0 时，
c
为极限频率，
c
=
W
0
.
h

六、光的波粒二象性 物质波 Ⅰ
光既表现出波动性，又表现出粒子性
大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强 ；频率高的光子表现出
的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强．
实物粒子也具有波动性 ，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：

h

，



hP
从光子的概念上看，光波是一种概率波.


七、原子核式结构模型 Ⅰ
1、电子的发现和汤姆生的原子模型：
⑴电子的发现：
1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。
电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型：
1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的
正电荷均匀 分布在整个球体内，而带负电的电
子镶嵌在正电荷中。
2、粒子散射实验和原子核结构模型
⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革
和马斯顿完成的.
①装置：如右图。
②现象：
a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b. 有少数粒子发生较大角度的偏转
c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。
⑵原子的核式结构模型：
由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动 方向发生
明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。如果
正电荷 在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电
荷的作用力在各方向平衡，粒了 运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原
子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
19 11年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在

原子中心存在 一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎
全部的质量，带负电荷的电子在核外空 间绕核旋转。
原子核半径约为10
-15
m，原子轨道半径约为10
-10
m。


八、氢原子光谱 Ⅰ
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
< br>1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱
111
线的波长可以用一个公式表示：
R(
2

2
)
n=3，4，5，…

2n
式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。 < br>除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳
末公式类似的关系

410.29
397.12 434.17 486.27 656.47 λ∕nm
式。


氢原子光谱是线状


谱，具有分立特征，

用经典的电磁理论
H
ε
H
δ
H
γ
H
β
H
α


无法解释。

九、原子的能级 Ⅰ
玻尔的原子模型 三个假设：
①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中， 在这些状态中原子
是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。
②跃迁假设：原子从一个定态（设能量为E
m
）跃迁到另一定态（设能量为
E
n
）时，它辐射成吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，
即 hv=E
m
－
E
n

③轨道量子化假设，原子的不同能量 状
态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的
能量不连续因而电子可能轨道的分布也是
不连续的。
⑶玻尔的氢子模型：
①氢原子的能级公式和轨道半径公式：
玻尔在三 条假设基础上，利用经典电磁理论
和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条
可能轨道的半径， 以及电子在各条轨道上运
行时原子的能量，（包括电子的动能和原子
的热能。）
② 氢原子的能级图：氢原子的各个定态
的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小
用图开像的表示 出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的
定态，称为激发态。

十、原子核的组成 Ⅰ

原子核
1、天然放射现象
⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒
耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看 不见的射线。
这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性
放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫
天然放射现象。这表明原子核存在精细结构 ，是可以
再分的。
⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中
轨迹，如：图1
性 质
射 线 种 类 射 线 组 成
电 离 作 用 贯 穿 能 力

射线

射线
氦核组成的粒子流
高速电子流
高频光子
很 强
较 强
很 弱
很 弱
较 强
很 强

射线
2、原子核的组成
原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电
荷数


十一、原子核的衰变 半衰期 Ⅰ
⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转 变成新核的变化称为衰变在原子核的
衰变过程中，电荷数和质量数守恒
衰 变 类 型 衰 变 方 程 衰 变 规 律

衰 变
M
Z
44X
M
Z2
Y
2
He

新 核
电荷数减少2
质量数减少4


衰 变

M< br>Z
0
X
Z
M
1
Y
1
e
新 核
电荷数增加

质量数不变
在

衰变 中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中子变为
10
H
1
e
. 一个质子和一个电子，即：
0
1
n
1

辐射伴随着

衰变和

衰变产生，这时放射性物质发出的射线中就会同时

具有

、

和

三种射线。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的
半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态
和外部条件没有关系。

十二、放射性的应用与防护 放射性同位素 Ⅰ
放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
同位素：具有相同的质子和不同中 子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有
放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
30
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过 α粒子轰击的铝片中含有放射性磷
15
P
，
42730
He13
Al
15
P
0
1
n
即：
2
30
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的
15
P
，它 是通过核反应生成
的人工放射性同位素。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
1、放射强度容易控制
2、可以制成各种需要的形状
3、半衰期更短
4、放射性废料容易处理
放射性同位素的应用：
①利用它的射线
A、由 于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，
所用的设备叫γ射线探伤仪．
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封
容器中液体的高 度等，从而实现自动控制
C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电
D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.
放射性的防护：
⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄
⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里
⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源


十三、核反应方程 Ⅰ
1.熟记一些实验事实的核反应方程式。
4171
NHeO
⑴卢瑟福 用α粒子轰击氦核打出质子：
14
7281
H

⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：

2344
α衰变：
238
92
U

90
Th

2
He
2340
β衰变：
234
90
Th

91
Pa

1
e

941
Be2
He
12
⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子：
46
C
0
n

⑷居里夫人发现正电子：
30
15
27
13
430
Al
2
He
15
P
0
1
n
PSie
30
14
0
1

12
H
1
H

⑸轻核聚变：
0
1
n
1
⑹重核裂变：
235
< br>1144891
92
U
0
n
56
Ba
36
Kr3
0
n
2.熟记一些粒子的符号
4023
H
）
H
）
He
）
e
） α粒子（
2
、质子（
1
1
H
）、中子（
0
1
n
）、电子（
1
、氘核（
1
、氚核（
1
235
92
190
U
0
1
n
136
54
Xe10
0
n
38
Sr
3.注意在核反应方程式中 ，质量数和电荷数是守恒的。
处理有关核反应方程式的相关题目时，只要做到了以上几点，即可顺利解决问题。


十四、重核裂变 核聚变 Ⅰ
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：
①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的
裂变反应。








1144891
例如：
235
92
U
0
n
56
Ba
36
Kr3
0
n

②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件： 临界体积，极高的温度.
③
235
92
U
裂变时平均每个核子放能约200Mev能量 1kg
235
92
U
全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放 出能量！
⑵聚变反应：
①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。
234
H< br>1
H
2
He
0
1
n17.6MeV
例如：
1
②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出
17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每
个核子放出的能量 大3~4倍。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。

《高中物理选修3-4、3-5知识点》
Ⅰ 选修3-4部分
一、简谐运动 简谐运动的表达式和图象 Ⅰ
1、机械振动，简谐振动：
回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行
定义或理解：
①物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振
动，叫做简谐振动。
②物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，
2、描述振动的物理量，研 究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能
等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物 理量。
⑴位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量，
其最 大值等于振幅。
⑵振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小
不影响简揩振动的周 期和频率。
周期、频率、角频率的关系是：
T
1
2

， T

.

f
3、研究简谐振动规律的几个思路：
1) 用动力学方法研究，受力特征：回复力F =- kx；加速度，简谐振动是一种变
加速运动。在平衡位 置时速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，
加速度最大。
2) 用图象法研究：熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学
习的重点之一。
3) 从能量角度进行研究：简谐振动过程，系统动能和势能相互转化，总机械能
守恒，振动能量和振幅有关。
4、简谐运动图象描述振动的物理量
x-t图线上一点的切线的斜率等于v
从振动图象中的x分析有关物理量(v
，
a
，
F)
简谐运 动的特点是周期性。在回复力的作用下，
物体的运动在空间上有往复性，即在平衡位置附
近做往 复的变加速(或变减速)运动；在时间上有周
期性，即每经过一定时间，运动就要重复一次。
我 们能否利用振动图象来判断质点x，F，v，a的变化，它们变化的周期虽相等，
但变化步调不同，只有 真正理解振动图象的物理意义，才能进一步判断质点的运
动情况。
小结：
①简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，与运动轨迹不同。
②简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。
③根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。

二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） Ⅰ
单摆周期公式：
T2

l

g
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理

解和应用注意以下几个问题：1、简谐振动物体的周期和频率
l
是由振动系统本身的条件决定的。2、单摆周期公式中的l是指

摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。3、

摆球选用质量大体积小的，摆角不超过15°，摆球要在同一竖

直平面内摆动不要形成圆锥摆。4、摆球经过平衡位置时开始
单 摆
计时，要测多次全振动的时间来计算周期。
三、受迫振动和共振 Ⅰ
物体在周 期性外力作用下的振动叫受
迫振动。受迫振动的规律是：物体做受迫振
动的频率等于策动力的频 率，而跟物体固有
频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率

相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫

共振曲线，当驱动力
共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。
的频率等于系统的

固有频率时，振动的
振幅最大
四、机械波 横波和纵波 横波的图象 Ⅰ
机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条 件有两个：一
是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和 纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与
波的传播方向在同一直线上的叫 纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体
和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率 从20到2万赫兹。
机械波的特点：
⑴每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动；后一质点的振动总是落后
于带动它的前一质点的振动。
⑵波只是传播运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波迁移。
横波的图象
用 横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各
质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质
点的振动图象都是正弦
曲线，但他们的意义是
不同的。波形曲线表示
介质中的“各个质点”在
“某一 时刻”的位移，振动
图象则表示介质中“某
个质点”在“各个时刻”的
位移。

五、波长、波速和频率（周期）的关系 Ⅰ
描述机械波的物理量
⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位
移总是相等的质点间的距离叫波长。振 动在一个周期内在介
质中传播的距离等于波长。
⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保
持不变。
⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。
波速与波长和频率的关系：
v

T
，v=λf.

六、波的干涉和衍射 Ⅰ
波的干涉和衍射
衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播 的现象。产生显著衍射
的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉：频率 相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使
某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间 隔的现
波的衍射
象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。
稳定的干涉现象中，振动加强区和减
弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅
等于两列波振幅之 和，减弱区振幅等于两
列波振幅之差。判断加强与减弱区域的方
法一般有两种：一是画峰谷波形 图，峰峰
或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。二是相
干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数

倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的
波的干涉
现象。

七、多普勒效应 Ⅰ
1.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频 率变化的现
象叫做多普勒效应。两者互相靠近时观察到频率增加，互相远离时频率变小。

八、电磁波谱 电磁波及其应用 Ⅰ
一、麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场
1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场（磁场）在周围空间产生恒定的磁场（电场）
二、电磁波
1、电磁场：如果在空间某区域中有周期性变化
的电场,那么这个变化的 电场就在它周围空间
产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在
它周围空间产生新的周期性变 化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着

的,形成不可分割的统一体,这就是电 磁场
2、电磁波：
电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
三、赫兹的电火花
赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，他还测量出 电磁
波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，赫兹在人类
历史上首先 捕捉到了电磁波。
电磁波（谱）及其应用
⑵电磁波谱
电磁波谱 无线电波
在振荡电路中，
红外线 可见光 紫外线 X射线
原子的内层电子
受到激发后产生
γ射线
原子核受到激发
后产生的

原子的外层电子受到激发产生的
产生机理
自由电子作周期
性运动产生 的

频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体
的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或
用γ刀进行手术．

九、光的折射定律 折射率 Ⅰ
折射率：光从一种介质射入另一种介质时， 虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之
比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的．这个 常数n跟介
质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率．
定义式：
n
12

sin

1


1
是光线在真空中与法线之间的夹角．
sin

2
2
是光线在介质中与法线之间的夹角．光从真空射入某种介质时的折射率，叫
做 该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率.

十、测定玻璃的折射率（实验、探究）Ⅰ
实验原理：如图所示，入射光线AO由空气射入玻< br>璃砖，经OO
1
后由O
1
B方向射出。作出法线NN
1
，
则折射率n=sinαsinγ
注意事项：手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的
界面；实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能
改变；大头针应垂直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，
以减小确定光 路方向造成的误差；入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。

十一、光的全反射 光导纤维 Ⅰ
全反射现象：当光从光密介质进入光 疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大
到某一角度时,折射角等于90°，此时，折射光完全消失 入射光全部反回原来的
介质中，这种现象叫做全反射.
临界角: 1)、定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的入射角，
叫做临界角.
11
2)临界角的计算: sinC=. C=arcsin
nn
光 导纤维：当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折
射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全 反
射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,
故光能损耗极小。

十二、光的干涉、衍射和偏振 Ⅰ
光的干涉
（1）产生稳定干涉的条件
只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光
的干涉。 由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相
差，因此，不能产生 干涉现象。
（2）条纹宽度(或条纹间距) 相邻两条亮（暗）条纹的间距
l
Δx为：
x

．
d
上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的
波长越大，条纹的宽度就越大。 当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距
最小。这表明不同色光的波长不同，红光最 长，紫光最短。
（3）薄膜干涉及其应用


②增透膜
增透膜 只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到(垂直)增透
膜上，绿光产生相消干涉，反 射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如
红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿 光的互补色——淡紫色。
光的衍射
⑴现象：
①单缝衍射a) 单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，

较亮两边亮 条纹较窄、较暗；b) 白光入射单缝时，出现彩色条纹。
② 圆孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹
③ 泊松亮斑 光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑
光的偏振的应用：
光的偏振现象在技术中有很多 应用．例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品
的照片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使 得水面下的景物和橱窗中
的陈列品看不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相机镜头上加一个偏振片，
使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些反射光滤掉，而摄
得清晰的照片； 此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等．





Ⅱ 选修3-5部分
一、动量 动量守恒定律 Ⅰ
1、动量：可以从两个侧面对动量进行 定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘
积，叫做物体的动量。②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。单位是
kgms
.动量是矢量，其方向就是瞬时速度的 方向。
因为速度是相对的，所以动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或 所受合外力为零，则系统的总动量守
恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分 别表示系统
作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：
①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，
系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用 力大，就可以把这些物体
看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同
一惯性参照系的， 一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而
不是代数和。
⑤ 动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力
不等于零，但只要在某一方面上 的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动
量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛 的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为
零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力 、弹力、摩擦力，还是电
力、磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或
相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一
起，还是分裂成 碎块，动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：
①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运 动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运
动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。 比如完全非弹性碰撞过程
研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内
能的机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描
述机械运动的物 理量。
动量守恒定律与机械能守恒定律比较：前者是矢量式，有广泛的适用范围，而后
者是标 量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。


二、验证动量守恒定律（实验、探究） Ⅰ
【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相
互作用的物体系统动量守恒．
【实验器材 】两个小球（大小相等，质量不
等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；
刻度尺；圆规．
【实验步骤】
1.用天平分别称出两个小球的质量m
1
和m
2
；
2.按 图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线
水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写
纸，并在白 纸上记下重锤线所指的位置O点.
3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小
球从斜槽上同 一位置从静止滚下，重复数
次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作
图2-1
出尽 可能小的圆，将这些点包括在圆内，则
圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。
4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；
5.让入射小球由某一 定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤
(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和 被碰小球落地点的平均位置N；
6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度； 7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围
内）：m
1
·OP=m
1
·OM+m
2
·ON
【注意事项】
1．“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件．
2．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．
3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都
保持静止状态．
4．入射球的质量应大于被碰球的质量．
5．入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始 滚下．方法是在斜槽上的适
当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球．
6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．
7．m
1·OP=m
1
·OM+m
2
·ON式中相同的量取相同的单位即可．

三、弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ
碰撞：相互运动的物体相遇，在 极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显
著变化的过程叫碰撞。
正碰

以物体间碰撞形式

分类

斜碰
碰撞的种类

弹性碰撞

以物体间碰撞前后

两物体的总动能是

否发生变化分类

非弹性碰
完全非弹性

⑴完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机 械能的转移，无机械能的
损失，称完全弹性碰撞。
⑵非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的 作用下，部分机械能转化为物体的内
能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。
⑶完全非弹性碰撞 ：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），
称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一 起，具有相同的速度。




五、光电效应 Ⅰ
1、光电效应
⑴光电效应在光（包括不可见光）的照射下，从物体
发射出电子的现象称为光电效应。
⑵光电效应的实验规律：装置：如右图。
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发生光电效应，低于极限频
率的光不能发生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入
射光频率的增大而增大。
③大于 极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数
的多少），与入射光强度成正比 。
④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10
－
9
秒。
2、波动说在光电效应上遇到的困难
波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定 的与光的频率无关。
所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难
3、光子说 < br>⑴量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，
而是一份一份 的，每一份电磁波的能量

h

.
⑵光子论：1905年爱因斯 坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份
的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 率成正比。即：

h

.
其中

是电磁波的 频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10
－
34
Js

4、光子论对光电效应的解释
金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当 功能大于脱出功时，电子即可脱
离金属表面，入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越 大，飞
出时最大初功能也越大。
5．光电效应方程：
E
k
h

W
0

E
k
是光电子的最大初动能，当E
k
=0 时，
c
为极限频率，
c
=
W
0
.
h

六、光的波粒二象性 物质波 Ⅰ
光既表现出波动性，又表现出粒子性
大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强 ；频率高的光子表现出
的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强．
实物粒子也具有波动性 ，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：

h

，



hP
从光子的概念上看，光波是一种概率波.


七、原子核式结构模型 Ⅰ
1、电子的发现和汤姆生的原子模型：
⑴电子的发现：
1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。
电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型：
1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的
正电荷均匀 分布在整个球体内，而带负电的电
子镶嵌在正电荷中。
2、粒子散射实验和原子核结构模型
⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革
和马斯顿完成的.
①装置：如右图。
②现象：
a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b. 有少数粒子发生较大角度的偏转
c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。
⑵原子的核式结构模型：
由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动 方向发生
明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。如果
正电荷 在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电
荷的作用力在各方向平衡，粒了 运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原
子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
19 11年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在

原子中心存在 一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎
全部的质量，带负电荷的电子在核外空 间绕核旋转。
原子核半径约为10
-15
m，原子轨道半径约为10
-10
m。


八、氢原子光谱 Ⅰ
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
< br>1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱
111
线的波长可以用一个公式表示：
R(
2

2
)
n=3，4，5，…

2n
式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。 < br>除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳
末公式类似的关系

410.29
397.12 434.17 486.27 656.47 λ∕nm
式。


氢原子光谱是线状


谱，具有分立特征，

用经典的电磁理论
H
ε
H
δ
H
γ
H
β
H
α


无法解释。

九、原子的能级 Ⅰ
玻尔的原子模型 三个假设：
①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中， 在这些状态中原子
是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。
②跃迁假设：原子从一个定态（设能量为E
m
）跃迁到另一定态（设能量为
E
n
）时，它辐射成吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，
即 hv=E
m
－
E
n

③轨道量子化假设，原子的不同能量 状
态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的
能量不连续因而电子可能轨道的分布也是
不连续的。
⑶玻尔的氢子模型：
①氢原子的能级公式和轨道半径公式：
玻尔在三 条假设基础上，利用经典电磁理论
和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条
可能轨道的半径， 以及电子在各条轨道上运
行时原子的能量，（包括电子的动能和原子
的热能。）
② 氢原子的能级图：氢原子的各个定态
的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小
用图开像的表示 出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的
定态，称为激发态。

十、原子核的组成 Ⅰ

原子核
1、天然放射现象
⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒
耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看 不见的射线。
这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性
放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫
天然放射现象。这表明原子核存在精细结构 ，是可以
再分的。
⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中
轨迹，如：图1
性 质
射 线 种 类 射 线 组 成
电 离 作 用 贯 穿 能 力

射线

射线
氦核组成的粒子流
高速电子流
高频光子
很 强
较 强
很 弱
很 弱
较 强
很 强

射线
2、原子核的组成
原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电
荷数


十一、原子核的衰变 半衰期 Ⅰ
⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转 变成新核的变化称为衰变在原子核的
衰变过程中，电荷数和质量数守恒
衰 变 类 型 衰 变 方 程 衰 变 规 律

衰 变
M
Z
44X
M
Z2
Y
2
He

新 核
电荷数减少2
质量数减少4


衰 变

M< br>Z
0
X
Z
M
1
Y
1
e
新 核
电荷数增加

质量数不变
在

衰变 中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中子变为
10
H
1
e
. 一个质子和一个电子，即：
0
1
n
1

辐射伴随着

衰变和

衰变产生，这时放射性物质发出的射线中就会同时

具有

、

和

三种射线。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的
半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态
和外部条件没有关系。

十二、放射性的应用与防护 放射性同位素 Ⅰ
放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
同位素：具有相同的质子和不同中 子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有
放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
30
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过 α粒子轰击的铝片中含有放射性磷
15
P
，
42730
He13
Al
15
P
0
1
n
即：
2
30
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的
15
P
，它 是通过核反应生成
的人工放射性同位素。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
1、放射强度容易控制
2、可以制成各种需要的形状
3、半衰期更短
4、放射性废料容易处理
放射性同位素的应用：
①利用它的射线
A、由 于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，
所用的设备叫γ射线探伤仪．
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封
容器中液体的高 度等，从而实现自动控制
C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电
D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.
放射性的防护：
⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄
⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里
⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源


十三、核反应方程 Ⅰ
1.熟记一些实验事实的核反应方程式。
4171
NHeO
⑴卢瑟福 用α粒子轰击氦核打出质子：
14
7281
H

⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：

2344
α衰变：
238
92
U

90
Th

2
He
2340
β衰变：
234
90
Th

91
Pa

1
e

941
Be2
He
12
⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子：
46
C
0
n

⑷居里夫人发现正电子：
30
15
27
13
430
Al
2
He
15
P
0
1
n
PSie
30
14
0
1

12
H
1
H

⑸轻核聚变：
0
1
n
1
⑹重核裂变：
235
< br>1144891
92
U
0
n
56
Ba
36
Kr3
0
n
2.熟记一些粒子的符号
4023
H
）
H
）
He
）
e
） α粒子（
2
、质子（
1
1
H
）、中子（
0
1
n
）、电子（
1
、氘核（
1
、氚核（
1
235
92
190
U
0
1
n
136
54
Xe10
0
n
38
Sr
3.注意在核反应方程式中 ，质量数和电荷数是守恒的。
处理有关核反应方程式的相关题目时，只要做到了以上几点，即可顺利解决问题。


十四、重核裂变 核聚变 Ⅰ
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：
①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的
裂变反应。








1144891
例如：
235
92
U
0
n
56
Ba
36
Kr3
0
n

②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件： 临界体积，极高的温度.
③
235
92
U
裂变时平均每个核子放能约200Mev能量 1kg
235
92
U
全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放 出能量！
⑵聚变反应：
①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。
234
H< br>1
H
2
He
0
1
n17.6MeV
例如：
1
②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出
17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每
个核子放出的能量 大3~4倍。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。