高中物理知识点：原子结构

　　一、原子核式结构模型　　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。　　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。　　1911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10-15m，原子轨道半径约为10-10m。　　⑶光谱　　①观察光谱的仪器，分光镜　　②光谱的分类，产生和特征　　发射光谱连续光谱产生特征　　由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的，一切波长的光组成　　明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成　　吸收光谱高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱　　③光谱分析：　　一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。　　二、氢原子光谱　　氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。　　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，发现巴尔末公式。　　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式。　　氢原子光谱是线状谱，具有分立特征，用经典的电磁理论无法解释。　　三、原子的能级　　玻尔的原子模型：　　1.原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)　　a.电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。　　b.电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。　　2.玻尔理论　　上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：　　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Em)跃迁到另一定态(设能量为En)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=Em-En　　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。

高中物理知识点：圆周运动

　　圆周运动的概念　　质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动时，即其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。　　在运动过程中速率的大小维持不变而仅仅是方向变化，这样的圆周运动称之为匀速圆周运动。　　严格来说，匀速圆周运动应该叫做匀速率圆周运动。因为其速度并非“均匀不变”的，速度是矢量，其大小速率不变。在圆周运动的过程中，速度大小不变，其方向时刻发生变化。　　圆周运动是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。　　圆周运动分为，匀速圆周运动和变速圆周运动。变速圆周运动的代表是：竖直平面内绳或杆转动小球、竖直平面内的圆锥摆运动等。在讲解机械振动的时候，我们研究的单摆其实在做的就是非匀速的圆周运动(往复性质)。　　从运动性质上来说，匀速圆周运动是变速运动(v方向时刻在变)，而且是变加速运动(a方向时刻在变)。　　请同学们注意，只要物体做圆周运动，那么必然受力不平衡，必须有外力提供向心力。　　描述匀速圆周运动的物理量　　描述匀速圆周运动的物理量有很多，包括线速度v、角速度ω、周期T、频率f、转速n、向心加速度a、向心力F等等。　　转速n的单位是r/s(转每秒)或r/min(转每分)，注意区分r/s和rad/s。　　凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等;凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴上的点除外)。　　圆周运动向心力和向心加速度　　向心加速度的定义a=v^2/r;　　同时也可证明a=(2π)^2r/T^2;　　向心力的定义F=mv^2/r;　　也可表示为F=mω^2r(v是线速度，ω是角速度)　　牛顿第二定律在圆周运动中的应用　　(1)做匀速圆周运动物体所受的合力为向心力。“向心力”是一种效果力。可以是一个力，也可以是几个力的合力，只要其最终效果是使物体做匀速圆周运动的，都可以作为向心力。　　(2)一般地说，当做非匀速圆周运动物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小;其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向。做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律:Fn=ma在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力(可选用等各种形式)。如果沿半径方向的合外力大于做圆周运动所需的向心力，物体将做向心运动，半径将减小;如果沿半径方向的合外力小于做圆周运动所需的向心力，物体将做离心运动，半径将增大。　　(3)圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。其特点是由物体所受的重力与弹力的合力充当向心力，向心力的方向水平。也可以说是其中弹力的水平分力提供向心力(弹力的竖直分力和重力互为平衡力)。常见的水平面内的匀速圆周运动还有：汽车在水平面内转弯、物体随转盘做匀速圆周运动等，这两种情况下，都是静摩擦力充当向心力。　　(4)竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类。这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。　　圆周运动公式整理　　匀速率圆周运动的最基本公式(向心力公式)：F合=F向=m*v*w;　　换句话来说，某物体在做匀速率圆周运动，必然受到外力作用，这些外力的合成效果(合外力)共同提供一个向心力，这个力的大小等于m*v*w;　　其中m为物体的质量，v为物体运动的线速度，w为物体运动的角速度。向心力的方向始终指向物体圆周运动的圆心。　　再来补充一下圆周运动中角速度的概念。　　角速度是相对于速度来定义的。　　角速度研究的是单位时间内角度的变化，其的定义w=△θ/△t;　　如果是匀速率的旋转，角速度大小不变，当我们取时间△t=周期T时，不难看出w=2π/T;这个公式的应用更加广泛，在高中数学中也提及过。　　我们再来补充线速度v的定义，与前面匀变速直线运动讲解的有些区别，这里的线速度的运动是弧线上的，其定义为：　　v=△l/△t;　　其中△l为△t时间内走过的弧长，与数学上讲解的弧长计算一直，即弧长l=Rθ，我们将其带入有　　v=△l/△t=R△θ/△t=R*w;(注意后面的△θ/△t正好是w的定义)　　我们将v=w*R代入F合=F向=m*v*w;有这样的一系列变形公式：　　上面公式中，去掉m的部分，就是圆周运动加速度公式。　　不同情况下圆周运动通过最高点的规律　　物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹力的方向必然向上且大于重力;而在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分三种情况进行讨论。　　(1)弹力方向只可能向下，如绳拉球。这种情况下有:即v≥v0，否则不能通过最高点。　　(2)弹力只可能向上，如车过桥。在这种情况下有:v　　(3)弹力既可能向上又可能向下，如管内转(或杆连球、环穿珠)。这种情况下，速度大小v可以取任意值。但可以进一步讨论:　　①速度很大物体受到的弹力必然是向下的;速度太小时物体受到的弹力必然是向上的;介于两者之间的值时，物体受到的弹力恰好为零。　　②当弹力大小Fmg时，向心力只有一解:F+mg。　　生活中的圆周运动应用　　火车过弯道：实际做圆周运动，设计成外轨比内轨稍高，具有向心加速度。　　汽车过拱形桥：也可看作圆周运动，桥对车的支持力小于重力;两者的合力必须提供圆周运动的向心力。　　汽车过凹形桥：也可看作圆周运动，桥对车的支持力大于重力;两者的合力必须提供圆周运动的向心力。　　汽车在拐弯时，不能速度太大，目的就是速度太大，需要的向心力就越大，汽车的向心力主要是地面摩擦力提供的。如果太大，则会变为滑动摩擦力，俗称打滑，是十分危险的。

高中物理知识点：匀变速直线运动公式

高中物理知识点：匀速圆周运动公式

　　1.线速度V=s/t=2πr/T　　2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf　　3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r　　4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合　　5.周期与频率：T=1/f　　6.角速度与线速度的关系：V=ωr　　7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

高中物理知识点：正弦式交变电流公式

　　1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)　　2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总　　3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2　　4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系　　U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出　　5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)　　6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);　　S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。　　注:　　(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线，f电=f线;　　(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;　　(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;　　(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入;

高中物理知识点：直流电和交流电区别

　　直流电有正负极，交流电没有。直流电的发明者是爱迪生，交流电的发明者是特斯拉。那么直流电和交流电的区别是什么呢?　　1、直流电和交流电区别　　直流电源指的是主要输出直流电，有直流稳压电源和直流恒流电源，输出的电源或者电流不随时间的变化而变化。交流电源主要是输出交流电，输出的电压会随时间的周期而变化，电子设备一般都是用直流电，所以大多数用交流的电器，内部要经过交流变换成直流，然后再使用。高压直流输电方式与高压交流输电方式相比，有明显的优越性。　　2、交流电和直流电优点　　交流电主要优点体现在发电及配电方面，采用电磁感应原理的交流发电机，可比较经济的将化学能、机械能及其它形式的能转为电能。相比于直流电，造价较为低廉，还有交流电可以很方便的通过变压器来升降压，从而给配送电能带来极大方便。总得概括就是，交流电获取方式比较容易、输送电能造价比较低廉、变压很便捷。　　直流电优点主要在输电方面体现出来，在输送相同功率的直流电时，直流电输送线材相比交流电，节省线材为交流电的2/3~1/2。直输流电系统因故障损失，相比于交流电其损失比交流电小。直流输电时两侧交流系统无需同步运行。在输电线路中，直流输电没电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，容易引起损耗。

高中物理知识点：质点

质点就是有质量但不存在体积或形状的点，是物理学的一个理想化模型。在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体，用来代替物体的有质量的点称为质点(mass point，particle)。

高中物理知识点：质点的定义

　　1、定义：研究一个物体的运动状态时，如果物体的形状和大小等因素对所研究问题的影响可以忽略不计，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体。用来代替物体的有质量的点叫做质点。　　质点是一种对实际物体的科学抽象，是一种理想化的模型，实际生活中并不存在，在高中物理中，我们只研究能够简化的质点的物体的运动。　　2、物体能简化为质点的条件　　(1)大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计;　　(2)物体上各点的运动情况都相同。