热,气,原子,常用物理量

1热学公式

1、吸热:Q吸=Cm(t-t0)=CmΔt

2、放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔt

3、热值:q=Q/m

4、炉子和热机的效率: η=Q有效利用/Q燃料

5、热平衡方程:Q放=Q吸

6、热力学温度:T=t+273K

7.燃料燃烧放热公式Q吸=mq    或Q吸=Vq(适用于天然气等)


2气体的性质

1.气体的状态参量:
温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,
热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}
注:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。


3光的本性

1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)〔见第三册P23〕
光
2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: =nλ;暗条纹位置: =(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,、、、);条纹间距{ :路程差(光程差);λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离}
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4〔见第三册P25〕
5.光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕
6.光的偏振:光的偏振现象说明光是横波〔见第三册P32〕
7.光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕
8.光子说,一个光子的能量E=hν {h:普朗克常量=6.63×10-34J.s,ν:光的频率}
9.爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W {mVm2/2:光电子初动能,hν:光子能量,W:金属的逸出功}
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。

4原子和原子核

1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;©极少数α粒子出

原子核原子核

现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=E初-E末{能级跃迁}
4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子), {A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}
5.天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕
6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}
7.核能的计算ΔE=Δmc2{当Δm的单位用kg时,ΔE的单位为J;当Δm用原子质量单位u时,算出的ΔE单位为uc2;1uc2=931.5MeV}〔见第三册P72〕。
注:
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握;
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;
(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。

5常用基本物理常数

物理常数 符号 最佳实验值 供计算用值
真空中光速 c 299792458±1.2m·s-1 3.00×108 m·s-1
万有引力常数 G0 (6.6720±0.0041)×10-11m3·s-2 6.67×10-11 m3·s-2
阿伏加德罗(Avogadro)常数 N0 (6.022045±0.000031) ×1023mol-1 6.02×1023 mol-1
普适气体常数 R (8.31441±0.00026)J·mol-1·K-1 8.31 J·mol-1·K-1
玻尔兹曼(Boltzmann)常数 k (1.380662±0.000041) ×10-23J·K-1 1.38×10-23 J·K-1
理想气体摩尔体积 Vm (22.41383±0.00070) ×10-3 22.4×10-3 m3·mol-1
基本电荷(元电荷) e (1.6021892±0.0000046) ×10-19 C 1.602×10-19 C
原子质量单位 u (1.6605655±0.0000086)×10-27 kg 1.66×10-27 kg
电子静止质量 me (9.109534±0.000047)×10-31kg 9.11×10-31kg
电子荷质比 e/me (1.7588047±0.0000049)×10-11 C· kg-2 1.76×10-11 C· kg-2
质子静止质量 mp (1.6726485±0.0000086)×10-27 kg 1.673×10-27 kg
中子静止质量 mn (1.6749543±0.0000086)×10-27 kg 1.675×10-27 kg
法拉第常数 F (9.648456±0.000027 )C·mol-1 96500 C·mol-1
真空电容率 ε0 (8.854187818±0.000000071)×10-12F·m-2 8.85×10-12F·m-2
真空磁导率 μ0 12.5663706144±10-7H·m-1 4πH·m-1
电子磁矩 μe (9.284832±0.000036)×10-24 J·T-1 9.28×10-24 J·T-1
质子磁矩 μp (1.4106171±0.0000055)×10-23 J·T-1 1.41×10-23 J·T-1
玻尔(Bohr)半径 α0 (5.2917706±0.0000044)×10-11 m 5.29×10-11 m
玻尔(Bohr)磁子 μB (9.274078±0.000036)×10-24 J·T-1 9.27×10-24 J·T-1
核磁子 μN (5.059824±0.000020)×10-27 J·T-1 5.05×10-27 J·T-1
普朗克( Planck)常数 h (6.626176±0.000036)×10-34 J·s 6.63×10-34 J·s
精细结构常数 a 7.2973506(60)×10-3
里德伯(Rydberg)常数 R 1.097373177(83)×107m-1
电子康普顿(Compton)波长   2.4263089(40)×10-12m
质子康普顿(Compton)波长   1.3214099(22)×10-15m
质子电子质量比 mp/me 1836.1515