原子和原子核學(xué)習(xí)指要

1、原子和原子核學(xué)習(xí)指要 “原子和原子核”一章以實(shí)驗(yàn)為研究基礎(chǔ)，以人們認(rèn)識(shí)微觀世界由簡單到復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律為線索，先認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)，再深入地研究原子核的組成。全章滲透著對(duì)學(xué)生物理學(xué)史和辨證唯物主義思想的教育。在學(xué)習(xí)時(shí)，可歸納為“六個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”、“三種原子模型”和“三類計(jì)算”。一、六個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1、湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子是可分的，電子是原子的組成部分。2、盧瑟?！傲Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)”現(xiàn)象，說明原子中絕大部分是空的，原子的大部分質(zhì)量和電荷都集中到一個(gè)很小的核上。3、對(duì)氫原子光譜的觀察和分析，促使玻爾提出了量子化的氫原子模型。4、貝克勒耳發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。5、盧瑟福用粒子轟擊氮原子核

2、的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子（ n +he o +h）。6、查德威克用粒子轟擊鈹原子核實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了中子（ be +he c +n）。例1、（2001年春季高考題）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是( )a、粒子散射 b、光電效應(yīng) c、天然放射現(xiàn)象 d、原子發(fā)光現(xiàn)象解析： 對(duì)比上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，正確選項(xiàng)為c。二、三種原子模型1、湯姆生棗糕式原子模型2、盧瑟福有核模型（行星式模型）。在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電核和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞核旋轉(zhuǎn)。3、玻爾模型（經(jīng)典理論基礎(chǔ)上加量子化的模型）。玻爾理論的三條假設(shè)：原子的定態(tài)不連續(xù)；原子吸收、輻射能量不

3、連續(xù)，h= e-e；原子的可能軌道不連續(xù)，e=e/ n , r= nr 。注意：第一、盧瑟福的原子模型與湯姆生的原子模型的主要區(qū)別（前者為“核式”結(jié)構(gòu)，后者為“均勻”結(jié)構(gòu)）。第二、玻爾理論只使用于氫原子。含運(yùn)用上述三個(gè)公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。第三、明確原子各定態(tài)能量值均為負(fù)值，原子躍遷過程中有庫侖力作功，電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力有庫侖力提供。例2、（2000年春季高考題）根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為e的軌道躍遷到能量為e' 的軌道，輻射出波長為的光。以h表示普朗克常量，c表示真空中的速度，則 e' 等于( )a、e-h/c b、e+h/c c、e-hc/ d、e+hc/解析：由玻

4、爾理論知：e-e'=h 而 =c/ 由式解得：e=e-hc/故選項(xiàng)c正確。三、三類計(jì)算1、有關(guān)、衰變次數(shù)的計(jì)算2、有關(guān)能級(jí)躍遷或核能的計(jì)算3、有關(guān)“原子和原子核”綜合題的計(jì)算例3、（2002年廣東等高考題）如下一系列核反應(yīng)是在恒星內(nèi)部發(fā)生的，p + + e+ p + p + + e+ p + + 其中p為質(zhì)子，為粒子，e為正電子，為一種中微子。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m=1.672648×10kg，粒子的質(zhì)量為m=6.644929×10kg，正電子的質(zhì)量為m=9.11×10kg，中微子的質(zhì)量可忽略不計(jì)。真空中的光速c=3×10m/s。試計(jì)算該系列核反應(yīng)完成后釋放的能量。解析：本題是一道有關(guān)“核能計(jì)算”的綜合題，涉及的主要知識(shí)點(diǎn)有質(zhì)能關(guān)系和能量守恒定律等。為求出該系列反應(yīng)后釋放的能量，將題中所給的諸核反應(yīng)方程式左右兩側(cè)分別相加，消去兩側(cè)相同的項(xiàng)，該系列反應(yīng)最終等效為4p + 2 e+ 2設(shè)反應(yīng)后釋放的能量為q，根據(jù)質(zhì)能關(guān)系和能量守恒得 4mpc2=mac2+2mec2+q代入數(shù)值可得q = 3.95×10j練習(xí)題1、按照玻爾理論，下列關(guān)于氫原子的論述正確的是( ).第個(gè)定態(tài)和第個(gè)定態(tài)的軌道半徑m和n之比為m:n2:2.第個(gè)定態(tài)和第個(gè)定態(tài)的能量m和n之比為m:n2:2.電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng)，若其圓周運(yùn)動(dòng)的頻率是，則其發(fā)光頻率也是.若