高中物理原子與原子核知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、高中物理原子與原子核知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(必修三) 載自：搜高考網(wǎng)原子、原子核 這一章雖然不是重點(diǎn) ,但是高考選擇題也會(huì)涉及到,其實(shí)只要記住模型和方程式 ,就不會(huì)在做題上出錯(cuò) ,下面的一些總結(jié)希望對(duì)大家有所幫助.盧瑟福根據(jù) 粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說, 玻爾把量子說引入到核式結(jié)構(gòu)模型之中, 建立了以下三個(gè)假說為主要內(nèi)容的玻爾理論. 認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的, 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)是認(rèn)識(shí)原子核結(jié)構(gòu)的突破點(diǎn). 裂變和聚變是獲取核能的兩個(gè)重要途徑. 裂變和聚變過程中釋放的能量符合愛因斯坦質(zhì)能方程。整個(gè)知識(shí)體系，可歸結(jié)為：兩模型( 原子的核式結(jié)構(gòu)模型、波爾原子模型) ；六子 ( 電子、質(zhì)

2、子、中子、正電子、粒子、光子)；四變 ( 衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變) ；兩方程 ( 核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程) 。4 條守恒定律 ( 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒)貫串全章。1. 湯姆生模型 ( 棗糕模型 ) 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。從而打開原子的大門.2. 盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型( 行星式模型 )盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置 , 現(xiàn)象, 從而總結(jié)出核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 粒子散射實(shí)驗(yàn)是用 粒子轟擊金箔，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn), 但是有少數(shù) 粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn) . 這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。盧瑟福由 粒子散射實(shí)驗(yàn)

3、提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。由 粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)是10-15m。而核式結(jié)構(gòu)又與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾：原子是否穩(wěn)定, 其發(fā)出的光譜是否連續(xù)3. 玻爾模型 (引入量子理論， 量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n 叫量子數(shù) ) 玻爾補(bǔ)充三條假設(shè)定態(tài) - 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)( 稱為定態(tài) ), 電子雖然繞核運(yùn)轉(zhuǎn) , 但不會(huì)向外輻射能量。( 本假設(shè)是針對(duì)原子穩(wěn)定性提出的)躍遷 - 原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài), 要輻射 (或吸收 )一定頻率的光子 (其能量由兩定態(tài)的能量

4、差決定)( 本假設(shè)針對(duì)線狀譜提出) ( ) 輻射( 吸收 ) 光子的能量為 hf E初-E 末氫原子躍遷的光譜線問題 一群氫原子可能輻射的光譜線條數(shù)為 。 ( 大量) 處于 n 激發(fā)態(tài)原子躍遷到基態(tài)時(shí)的所有輻射方式能量和軌道量子化-定態(tài)不連續(xù) , 能量和軌道也不連續(xù) ;( 即原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng), 原子的定態(tài)是不連續(xù)的 , 因此電子的可能軌道分布也是不連續(xù)的) (針對(duì)原子核式模型提出，是能級(jí)假設(shè)的補(bǔ)充)氫原子的激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量( 最小 ) 與核外電子軌道半徑間的關(guān)系是:【說明】氫原子躍遷 軌道量子化rn=n2r1(n 1,2.3,)r1=0.53 10-10

5、m 能量量子化：E1=13.6eVEn ，Ep，r ，nEk，v吸收光子時(shí)增大減小放出光子時(shí)減小增大氫原子躍遷時(shí)應(yīng)明確：一個(gè)氫原子直接躍遷向高能級(jí)躍遷，吸收光子一般光子某一頻率光子一群氫原子各種可能躍遷向低能級(jí)躍遷放出光子可見光子一系列頻率光子氫原子吸收光子時(shí)要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子1 光子能量大于電子躍遷到無窮遠(yuǎn)處(電離) 需要的能量時(shí)，該光子可被吸收。( 即：光子和原于作用而使原子電離)2 光子能量小于電子躍遷到無窮遠(yuǎn)處(電離) 需要的能量時(shí) , 則只有能量等于兩個(gè)能級(jí)差的光子才能被吸收。( 受躍遷條件限：只適用于光于和原于作用使原于在各定態(tài)之間躍遷的情況) 。氫原子吸收外來電

6、子能量時(shí)可以部分吸收外來碰撞電子的能量（實(shí)物粒子作用而使原子激發(fā)）。因此，能量大于某兩個(gè)能級(jí)差的電子均可被氫原子吸收，從而使氫原子躍遷。E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2； (有規(guī)律可依 )E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89 ； E53=0.97 E43=0.66； E54=0.31玻爾理論的局限性。由于引進(jìn)了量子理論（軌道量子化和能量量子化），玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。氫原子在 n 能級(jí)的動(dòng)能、勢(shì)能，總能量的關(guān)系是

7、：EP= 2EK ，E=EK+EP=EK 。(類似于衛(wèi)星模型 )由高能級(jí)到低能級(jí)時(shí)，動(dòng)能增加，勢(shì)能降低，且勢(shì)能的降低量是動(dòng)能增加量的 2 倍，故總能量 ( 負(fù)值 )降低。量子數(shù)1. 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。核變化從貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始衰變( 用電磁場(chǎng)研究 ) ：2. 各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u） 電荷 （e） 速度 （c） 電離性貫穿性 射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住 射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾 mm鋁板 射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾 cm鉛版三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：四種核反應(yīng)類

8、型 (衰變 , 人工核轉(zhuǎn)變 , 重核裂變 , 輕核驟變 )衰變： 衰變： ( 實(shí)質(zhì)：核內(nèi) ) 衰變形成外切 (同方向旋 ) ， 衰變： ( 實(shí)質(zhì)：核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變成了質(zhì)子和中子) 衰變形成內(nèi)切 ( 相反方向旋) ，且大圓為 、 粒子徑跡。 + 衰變：（核內(nèi)） 衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。人工轉(zhuǎn)變：( 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng) ) ( 盧瑟福 ) 用 粒子轟擊氮核 , 并預(yù)言中子的存在 (發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng) ) ( 查德威克 ) 釙產(chǎn)生的 射線轟擊鈹( 人工制造放射性同位素)正電子的發(fā)現(xiàn) ( 約里奧居里和伊麗芙居里夫婦) 粒子轟擊鋁箔重核的裂變：在一定條件下 ( 超過臨界體積 ) ，裂

9、變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。 （注意：質(zhì)量并不守恒。）核能計(jì)算方法有三：由(m單位為“ kg”)計(jì)算；由 E=931.5m(m 單位為“ u”)計(jì)算；借助動(dòng)量守恒和能量守恒計(jì)算。2. 半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間叫半衰期。（對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律）計(jì)算式為： N 表示核的個(gè)數(shù)，此式也可以演變成或 ，式中 m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量， n 表示單位時(shí)間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時(shí)間t 后的剩余量。半衰期 (由核內(nèi)部本身的因素決定, 與物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)) 、同位素等重要概念放射性標(biāo)志3. 放射性同位素的應(yīng)用利用其射線： 射線電離性強(qiáng) , 用于使空氣電離 , 將靜電泄出 , 從而消除有害靜電。 射線貫穿性強(qiáng) , 可用于金屬探傷 , 也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA 發(fā)生突變 , 可用于生物工程，基因工程。作為示蹤原子。 用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。進(jìn)行考古研究。 利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊