考点5 光和原子物理.doc
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1、考点5 光和原子物理命题趋势几何光学历来是高考的重点,但近几年考试要求有所调整,透镜成像不再考查。因此对该部分的考查,将会以定性为主,难度不会太大,灵活性会有所加强,会更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。有两点应引起重视:一是对实际生活中常见光现象的认识,二是光路图问题。光的本性、原子和原子核是高考的必考内容,一般难度不大,以识记、理解为主,常见的题型是选择题。但随着高考改革的进行,试题较多的以与现代科学技术有着密切联系的近代物理为背景,这样在一些计算题,甚至压轴题中(如2001年理科综合试卷)也出现了这方面的知识点。但就是在这类题中,对这些知识点本身的考查,难度也是
2、不大的。需要适应的是这些知识和其他知识的综合。“获取知识的能力”是考试说明对考生提出的五个要求中的一个。随着命题向能力立意方向的转化,要注意近代物理知识的考查以信息题的形式出现。如2001年理科综合试卷的压轴题,试题本身知识对大多数考生讲并不难,但较大阅读量和一些全新的名词给考生正确获取解题信息设置了障碍,估计这类题在以后的综合试卷中还会出现。知识概要光学分几何光学和光的本性两部分。前者讨论光传播的规律及其应用,主要运用几何作图的方法。后者重在探究“光是什么?”。主要知识如下表:原子物理的知识难度不太大,但“点多面宽”,复习中应从原子结构三模型的发展过程、原子核反应的两类反应形式去把握知识体系
3、,具体见下表:(一)光的反射和折射1.平面镜的作用(1)平面镜改变光的传播方向,而不改变光束的性质。(2)平面镜成像的特点:等大、正立、虚像、物像关于镜面对称。2.成像作图要规范化射向平面镜的入射光线和反射光线要用实线,并且要用箭头标出光的传播方向.反射光线的反向延长线只能用虚线,虚线上不能标箭头。镜中的虚像是物体射到平面镜上所有光线的反射光线反向延长后相交形成的,在成像作图中,可以只画两条光线来确定像点。法线既与界面垂直,又是入射光线与反射光线夹角的平分线。平面镜转过一个微小的角度,法线也随之转过角,反射光线则偏转2角。3.光的折射定律折射光线跟入射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位
4、于法线的两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,n=。4.折射率光从真空射入某种介质,入射角的正弦与折射角正弦之比为定值叫做介质的折射率,表示为n=。实验和研究证明,某种介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比,即n=5.全反射和临界角全反射的条件:光从光密介质进入光疏介质;入射角大于或等于临界角。临界角:使折射角等于90时的入射角,某种介质的临界角用sinC=计算。6.用折射定律分析光的色散现象分析、计算时,要掌握好n的应用及有关数学知识,着重理解两点:其一,光的频率(颜色)由光源决定,与介质无关;其二,同一介质中,频率越大的光折射率越大,再应用n=等知识就能准确而迅速地
5、判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题。(二)光的本性和原子物理1.光电效应、光的波粒二象性、玻尔模型、氢原子的能级、氢原子中的电子云光电效应、光的波粒二象性、玻尔模型和氢原子的能级结构、氢原子中的电子云等知识,揭示了微观粒子的特殊运动规律,主要包括轨道量子化、能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性,以及用概念描述粒子运动等观念。2.人类认识微观世界的思路和方法(1)先根据事实提出要探索和研究的问题。(2)用一定能量的粒子(常用n)去轰击原子或原子核,根据实验事实,提出新理论。(3)经实践检验,修正理论。3.核反应遵循能量、动量、质量数、电荷数守恒这四大守恒定律是
6、解决相关问题的主要依据。【典型例题】例1(2001年高考理综卷)如图所示,两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射,在图示的出射光线中()A. 1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B. 4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C. 7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D.只能是4、6中的某一条点拨解疑:光线由左边三棱镜AB面射入棱镜,不改变方向;接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜,由于透明介质的两表面是平行的,因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖,能使光线发生平行侧移,只是因为它两边的
7、介质不是真空,而是折射率未知的玻璃,因此是否侧移以及侧移的方向无法确定(若未知介质的折射率n与玻璃折射率相等,不侧移;若n时,向上侧移;若n时,向下侧移),但至少可以确定方向没变,仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时,不改变方向,应为4、5、6中的任意一条。选项B正确。点评:平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的,是“有形”的,其折射率大于周围介质的折射率,这时光线的侧移方向也是我们熟悉的。而该题中,未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来,倒是其两侧的介质(三棱镜)被清楚地勾勒出来了,而且前者的折射率未必大于后者。这就在一定程度上掩盖了两面平行“玻璃砖
8、”的特征。因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征,而且要会灵活地运用,将新的情景转化为我们熟知的模型。例2氢原子处于基态时,原子能量E1=13.6eV,已知电子电量e=1.610-19C,电子质量m=0.9110-30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.5310-10m。(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的定态时,核外电子运动的等效电流多大?(3)若已知钠的极限频率为6.001014Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光
9、电效应?点拨解疑:(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量应为:得Hz,(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力作向心力,有其中,根据电流强度的定义由得,将数据代入得A(3)由于钠的极限频率为6.001014Hz,则使钠发生光电效应的光子的能量至少为eV=2.486 eV一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子,要使钠发生光电效应,应使跃迁时两能级的差,所以在六条光谱线中有、四条谱线可使钠发生光电效应。例3(200 1年高考理综卷)太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核
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- 考点5 光和原子物理 考点 光和 原子 物理
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