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高中三年级物理

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    物理学是一门以实验为基础的科学,任何学说和理论的建立都离不开实验。下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验,以及与之相关的物理学发展史实的说法,其中错误的是(   )
    A.α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
    B.光电效应实验表明光具有粒子性
    C.电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
    D.天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论是正确的
    本题信息:2011年北京模拟题物理单选题难度容易 来源:马凤霞
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本试题 “物理学是一门以实验为基础的科学,任何学说和理论的建立都离不开实验。下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验,以及与之相关的物理学发展史实...” 主要考查您对

光电效应实验规律

电子的发现

天然放射现象

原子的核式结构模型:α粒子散射实验

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光电效应实验规律:

1、在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。(下图装置中,用弧光灯照射锌版,有电子从锌版表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。)

2、光电效应的实验规律

知识扩展:

为什么电子不能一次吸收多个光子而发生光电效应
由于电子非常小,能够捕获光子的几率就非常小,而同时捕获两个光子的几率就更小,有人计算过,一个电子同时捕获两个光子的几率大约为10-34。故可认为一个电子一次只能吸收一个光子。
那么电子为什么不能吸收一个光子后再吸收一个光子从而积累够发生光电效应所需的能量呢?因电子吸收光子的能量后,立即就发生剧烈的热运动,把获得的能量迅速向周围传递开去。到捕获到下一个光子时,原获得的能量早就消耗完了。而在原获得的能量消耗完之前另捕获一个光子,就要求捕获两光子的时间间隔极短。而在极短时间内捕获第二个光子的几率与同时捕获两个光子的几率差别不大(严格说此几率的大小与时间间隔长短有关,时间间隔越长,捕获两个光子的几率就越大,但此时间间隔要求极短)。


电子的发现:

阴极射线 产生 在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极。当两极间加一定电压时,阴极便发出一种射线,这种射线为阴极射线
特点 轰击荧光物质时能使其发光
组成 电子流
电子 质量
电荷量
比荷
发现 1897年,英国物理学家汤姆孙测出了阴极射线粒子的比荷,断定它是带负电的粒子,后来被称为电子
意义 电子是人类发现的第一个比原子小的粒子。电子的发现,打破了原子不可再分的传统观念,使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也有内部结构。从此,原子物理学飞速发展,人们对物质结构的认识进入了一个新时代
密立根实验
电子电荷的精确测定是在1909—1913年间由美国科学家密立根通过著名的“油滴实验”测出的
密立根实验更重要的发现是:电荷是量子化的,即任何带电体所带电荷量只能是e的整数倍

天然放射现象:




分离三种射线的方法及辨别三种射线的方法:

(1)根据三种射线的性质和特点,可利用匀强电场或匀强磁场来分离三种射线。
定性地来讲:用匀强电场分离时,α射线偏离较小,β射线偏离较大,γ射线不偏离;用匀强磁场分离时,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转
定量地来讲:(1)不论在电场还是磁场中,γ射线总是做匀速直线运动,不发生偏转。(2)在匀强电场中,α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动,且在同样的条件下,β粒子的偏移大。

(2)如图所示,粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动,位移x可表示为所以,在同样条件下β粒子与α粒子偏移之比


(3)在匀强磁场中,α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样条件下,β粒子的轨道半径小,偏转大。
如图所示,粒子的轨道半径可表示为 所以,在同样条件下β粒子与α粒子轨道半径之比

要辨别三种射线时,根据上述径迹特点,即使电场和磁场方向未知,也可以一下就看出射线的种类。在电场或磁场的方向已知时,可由轨迹的弯曲方向判定电场力或洛伦兹力的方向,进而判定粒子的电性,从而确定射线的种类。


核力:

概念 组成原子核的相邻核子间的一种特殊作用力
特点 (1)核力是强相互作用(强力)的一种表现。在它的作用范围内,核力比库仑力大得多
(2)核力是短程力,作用范围在之内。核力在大于时表现为吸引力,且随距离增大而减小,超过核力急剧下降几乎消失;而在距离小于时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性
备注 ①因为核子间存在非常强的核力,所以原子核内蕴藏着巨大的能量
②在原子核内,除核力外还存在一种弱力,弱力是引起原子核发生β衰变的原因,弱力也是短程力。其力程比强力更短,为10-18m,作用强度则比电磁力小

α粒子散射实验:

是用α粒子轰击金箔,结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

汤姆孙的原子结构模型:

模型理论 原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,而电子像枣糕里的枣儿那样镶嵌在原子里,电子的总电荷量和正电荷的电荷量相等
模型比例
模型的应用

原子呈现电中性的原因是原子内正电荷与电子的总电荷数值相等;原子能够发光的原因是电子在原子内振动;不同原子发光频率不同的原因是不同原子内电子的振动频率不同等

模型的否定 不能解释α粒子散射现象被否定

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