3、根据化学方程式计算
(1)一般步骤:
①写出正确的化学方程式;②找出反应物和生成物之间的质量比;③找出已知量和未知量的关系;④对含杂质的反应物或生成物必须换算成其纯量,然后再进行计算。为什么?⑤列出比例求解。
(2)计算类型:
①已知反应物质量求生成物质量;②已知生成物质量求反应物质量;③已知一种反应物质量求另一种反应物质量;④已知一种生成物质量求另一种生成物质量。
2、化学方程式
质量守恒定律是化学上的一个基本定律,是自然界一切化学变化所遵循的一个普遍规律。化学方程式是重要的化学用语,是学习化学的工具。
1、质量守恒定律
(1)内容:参加化学反应的各物质的 等于反应后生成的各物质的 。
(2)实质(为什么守恒):从分子-原子观点看,化学变化实质上是参加反应的各物质(反应物)发生了原子间的重新组合,才使反应物变成生成物。在一切化学变化中,反应前后元素(原子)的种类 ,原子的数目 ,原子的质量也 ,所以,参加反应的各物质的总质量等于反应后所有生成物的总质量。
3、熟练应用化学方程式进行有关计算。
2、准确描述化学方程式的含义,会正确书写并配平简单的化学方程式。
1、 领会质量守恒定律的涵义,能用化学反应的实质解释该定律,并能运用它解释有关问题及进行某些计算。
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去,得出物质波(德布罗意波)的概念:任何一个运动着的物体都有一种波与它对应,该波的波长。
[例28]试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。
解:估计一个中学生的质量m≈50kg,百米跑时速度v≈7m/s,则m。
由计算结果看出,宏观物体的物质波波长非常小,所以很难表现出其波动性。
[例29]为了观察到纳米级的微小结构,需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是
A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此不容易发生明显衍射
B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此不容易发生明显衍射
C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此更容易发生明显衍射
D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此更容易发生明显衍射
解:为了观察纳米级的微小结构,用光学显微镜是不可能的。因为可见光的波长数量级是10-7m,远大于纳米,会发生明显的衍射现象,因此不能精确聚焦。如果用很高的电压使电子加速,使它具有很大的动量,其物质波的波长就会很短,衍射的影响就小多了。因此本题应选A。
2.正确理解波粒二象性
波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子,是指其不连续性,是一份能量。
(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。
(2)ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容易表现出波动性。
(3)光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
(4)由光子的能量E=hν,光子的动量表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量--频率ν和波长λ。
由以上两式和波速公式c=λv还可以得出:。
[例27]已知由激光器发出的一细束功率为P0=0.15kW的激光束,竖直向上照射在一个固态铝球的下部,使其恰好能在空中悬浮。已知铝的密度为ρ=2.7×103kg/m3,设激光束的光子全部被铝球吸收,求铝球的直径是多大?(计算中可取π=3,g=10m/s2)
解:设每个激光光子的能量为E,动量为P,时间t内射到铝球上的光子数为n,激光束对铝球的作用力为F,铝球的直径为d,则有:,
;光子能量和动量间关系是
,铝球的重力和F平衡,因此
,由以上各式解得d=0.33mm。
1.光的波粒二象性
干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子;因此现代物理学认为:光具有波粒二象性。
2.康普顿效应
在研究电子对X射线的散射时发现:有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量,也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。
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