高二物理热光原子物理综合-讲义（教师版）.pdf

热光原子物理综合

抛砖引玉

子曰：“温故而知新,可以为师矣“。

本讲概述

学习目标

1.回顾分子间作用力和势能的特点

2.回顾理想气体状态方程的应用

3.回顾总结几何光学基本知识和解题方法

4.回顾原子、原子核基本知识和解题方法

知识结构

一、热学

1.核心知识

1.分子力的特点和规律——图解法分析分子受力

在分析分子问的作用力时，可设分子甲在点，分子乙在轴上移，这样，物理情景和物理过程相对清

楚一些，如图．

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分析解答相关问题的基本方法：（1）解答与分子力相关的试题时，首先应认真审题，确定题目要求

分析判断的是分子间的相互作用力即合力还是分子间相互作用的引力和斥力．否则很容易出错．

（2）根据图象和分子力、分子间的引力和分子间的斥力随分子间距离的变化规律进行判断．

（3）若讨论的是分子间的引力和斥力问题，应记住它们都是随分子间距离的增大而减小，斥力减小

得更快些．

（4）若讨论的是分子间的相互作用力即合力时，由图象可知，当分子间的距离由增大时，分子间的

相互作用力减小；当分子间的距离由增大时，分子间的相互作用力是先增大后减小．

（5）结合动力学即牛顿第二定律和运动学规律分析分子运动问题时，若乙分子由无穷远处沿直线向

甲分子运动过程中，在的过程中，加速度的大小是先增大后减小。方向不变，速度一直增大，过了后加

速度反向，乙分子做减速运动，在的过程中，加速度的大小一直增大，分子速度逐渐减小．

利用分子力解释物理现象

对于日常生活中的一些常见现象要能灵活应用分子动理论对其物理本质作出合理的解释．

如：一段小铅柱，用刀切成两段，然后把两个断面对接，稍用压力就能使两段铅柱接合起来，一端挂

几千克的重物，也不会把铅柱拉开，而玻璃碎了却不能重新接合，为什么？

【解析】上述实验说明：第一，分子间有力的作用；第二，分子间的作用力与分子间的距离有关．铅

柱切口很平时，稍用压力就能使两断面分子间距离达到引力作用的距离，使两段铅块重新接合起朱玻璃

断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离；绝大多数的分子距离远

大于，分子力已近似为零了，总的分子引力非常小，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，

亦可重新接合．

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2.应用理想气体状态方程解题的一般思路

1．一般问题

（1）确定研究对象（某一部分气体），明确气体所处系统的力学状态（是否具有加速度）．

（2）弄清气体状态的变化过程（是单调变化还是非单调变化，是否会出现临界状态或极值点）．

（3）确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一．

（4）根据题意，选用适当的气体状态方程求解．若非纯气体热学问题，还要综合应用力学等有关知

识列辅助方程．

（5）分析讨论所得结果的合理性及其物理意义．

2．“两团气”问题的一般解法

“两团气”问题涉及两部分（或两部分以上）的气体，它们之间虽没有气体交换，但在压强或体积这

些量之间有一定的关系．分析清楚这些关系往往是解决问题的关键．解决此类问题的一般方法是：

（1）分别选取每团气体为研究对象，确定初、末状态及其状态参量，根据气体状态方程写出状态参

量间的关系式．

（2）认真分析两团气体的压强或体积之间的关系，并写出关系式．

（3）多个方程联立求解．

3．解决汽缸类问题的一般思路

（1）弄清题意，确定研究对象．一般来说，研究对象分两类，一类是热学研究对象（一定质量的理

想气体），另一类是力学研究对象（汽缸、活塞或某系统）．

（2）分析清楚题目所求的物理过程，热学研究对象的初、末状态及状态变化过程，依气体定律列出

方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程．

（3）注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程．

（4）多个方程联立求解．对求解的结果，注意检验它们的合理性．

4．汽缸类问题的