原子物理復(fù)習(xí)課件

1、原子物理復(fù)習(xí)判斷下列說法的正誤：(1)湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型()(2)盧瑟福做粒子散射實驗時發(fā)現(xiàn)粒子絕大多數(shù)穿過，只有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)()(3)粒子散射實驗說明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上 ()(4)盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因 ()知識梳理1電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學(xué)家湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子2原子的核式結(jié)構(gòu)(1)粒子散射實驗的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但 _粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，_粒子甚至被撞了回來，(2)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的

2、中心有一個很小的核，叫_，原子的所有正電荷和幾乎_都集中在原子核里，帶負電的_在核外繞核旋轉(zhuǎn)(3)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級為_ m，原子直徑的數(shù)量級約為_ m.三、玻爾原子模型、能級玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有_原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子繞核運動，但不向外輻射能量原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率1玻爾原子模型(1)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動，電子繞核運動的可能軌道是

3、_的(2)定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個定態(tài)中，原子是_的，不向外輻射能量(3)躍遷假設(shè)：原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要_或_一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的_，即h_.2能級：在玻爾理論中，原子各個可能狀態(tài)的_叫能級第一講 原子結(jié)構(gòu)原子核1原子的核式結(jié)構(gòu)( 1)電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學(xué)家湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子粒子散射實驗的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至被撞了回來盧瑟福的原子核式結(jié)

4、構(gòu)模型在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級為1015 m，原子直徑的數(shù)量級約為1010 m.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)2氫原子光譜(1)玻爾原子理論定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟

5、電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的1線狀譜、連續(xù)譜、吸收譜的產(chǎn)生(1)線狀譜：由稀薄氣體或金屬蒸氣所發(fā)出的光譜為線狀光譜，不同元素的譜線不同，又稱為原子的特征譜線(2)連續(xù)譜：由熾熱固體、液體及高壓氣體發(fā)光所發(fā)射的光譜均為連續(xù)光譜(3)吸收譜：連續(xù)光譜中某波長的光波被吸收后出現(xiàn)的暗線太陽光譜就是典型的吸收光譜2光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成 分，且靈敏度很高在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義特別提醒光譜的分類3氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級能級圖(2)氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公

6、式：EnE1/n2(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6 eV.氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010 m.小結(jié):1認識原子結(jié)構(gòu)的線索氣體放電的研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的“棗糕”模型盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型玻爾模型小結(jié): 2玻爾理論的基本內(nèi)容能級假設(shè)：氫原子En，n為量子數(shù)躍遷假設(shè)：hE末E初軌道量子化假設(shè)：氫原子rnn2r1，n為量子數(shù)小結(jié): 3氫原子躍遷時電子動能、電勢能與原子能量的變化(1)原子能量：EnEknEpnE1/n2，隨n增大而增大，其中E113.6 eV.(2)電子動能：電子繞氫原子核

7、運動時靜電力提供向心力，即ke2/r2mv2/r ，所以Eknke2/2rn，隨r增大而減小(3)電勢能通過庫侖力做功判斷電勢能的增減當(dāng)軌道半徑減小時，庫侖力做正功，電勢能減?。环粗?，軌道半徑增大時，電勢能增加小結(jié): 4記住一些結(jié)論(1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時可能輻射的光譜條數(shù)為N .(2)只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(hEmEn)時，光子才被吸收(3)入射光子能量大于電離能(hEEn) 時，光子一定能被原子吸收并使之電離，剩余能量為自由電子的動能第二講 原子核 核反應(yīng)與核能射線名稱比較項目射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電量2ee0質(zhì)量4mp mp

8、1.671027 kgmp/1840靜止質(zhì)量為零符號24He1 0e速度0.1c0.99cc垂直電磁場偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用一張薄紙能擋住較強穿透幾厘米厚的鋁板最強穿透幾厘米厚的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細、較長、曲折最長通過膠片感光感光感光2.原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：ZAXZ2A4Y24He衰變：ZAXZ1AY10e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)注意: 衰變實質(zhì)衰變類型衰變衰變衰變方程ZMXZ2

9、M4Y24HeZMXZ1MY10e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子211H201n24He01n11H1 0e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒人工核反應(yīng)1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子中子。1932年，盧瑟福學(xué)生查德威克于在粒子轟擊鈹核時發(fā)現(xiàn)中子，獲得諾貝爾物理獎。1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時，發(fā)現(xiàn)了正電子和人工放射性同位素。核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損1.核力核子間的作用力核力是短程強引力，作用范圍在1.51015 m之內(nèi)，只在相鄰的核子間發(fā)生作用2核能核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或

10、原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能3質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Emc2.裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆1裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)(1)重核裂變：是重核分裂成中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程如： 92235U01n 56144Ba3689Kr301n.由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進行的過程稱為鏈式反應(yīng)，發(fā)生鏈式反應(yīng)的條件是：裂變物質(zhì)的體積大于等于臨界體積裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆(2)輕核聚變：聚變是兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程如：13H12H24He01n17.6

11、 MeV使核發(fā)生聚變需要幾百萬度以上的高溫，因此聚變又叫熱核反應(yīng)2核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)92238U 90234Th24He衰變自發(fā) 90234Th 91234Pa10e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?14N24He 817O11H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)24He49Be 612C01n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)1327Al24He1530P01n約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子1530P1430Si10e重核裂變比較容易進行人工控制92235U01n 56144Ba3689Kr301n92235U01n 54136Xe3890Sr1001n輕核聚變很難控制12H13H24H

12、e01n射線危害和防護污染與防護舉例與措施說明污染核爆炸核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強烈的射線和中子流，長期存在放射性污染核泄漏核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用放射性原材料，一旦泄露就會造成嚴重污染醫(yī)療照射醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人的死亡防護密封防護把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特殊的方法覆蓋，以防止射線泄漏距離防護距放射源越遠，人體吸收的劑量就越少，受到的危害就越輕時間防護盡量減少受輻射的時間屏蔽防護在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護作用鉛的屏蔽作用最好1關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與粒子散射實驗的關(guān)系，下列說法正確的是()A盧瑟福做粒子散射實驗是為了驗證湯姆

13、孫的棗糕模型是錯誤的B盧瑟福認識到湯姆孫“棗糕模型”的錯誤后提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論C盧瑟福的粒子散射實驗是為了驗證核式結(jié)構(gòu)理論的正確性D盧瑟福依據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論2(2010全國，14)原子核ZAX與氘核12H反應(yīng)生成一個粒子和一個質(zhì)子由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z23氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A核力、萬有引力、庫侖力B萬有引力、庫侖力、核力C庫侖力、核力、萬有引力D核力、庫侖力、萬有引力4下列說法正確的是()A. 715N11H 612C24He是

14、衰變方程B11H12H23He是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程C. 92238U 90234Th24He是核裂變反應(yīng)方程D24He1327A11530P01n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程5現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于()A天然放射性元素衰變放出的能量B人工放射性同位素放出的能量C重核裂變放出的能量D化學(xué)反應(yīng)放出的能量6根據(jù)玻爾理論，在氫原子中量子數(shù)n越大，則()A電子軌道半徑越小 B核外電子速度越小C原子能級能量越小 D原子的電勢能越小7如圖123(甲)是、三種射線穿透能力的示意圖，圖123(乙)是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請問圖123(乙)中的檢查是利用了哪種射線()A射線 B

15、射線C射線 D三種射線都可以8.可見光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范圍內(nèi)若氫原子從高能級躍遷到低能級，根據(jù)氫原子能級圖(如圖所示)可判斷()A從n4能級躍遷到n3能級時發(fā)出可見光B從n3能級躍遷到n2能級時發(fā)出可見光C從n2能級躍遷到n1能級時發(fā)出可見光D從n4能級躍遷到n1能級時發(fā)出可見光【典例】(1)現(xiàn)有三個核反應(yīng)方程：1124Na1224Mg10e 92235U01n 56141Ba3692Kr301n12H13H24He01n下列說法正確的是()A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是裂變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個核反應(yīng)：A12H13H24He01nB. 92235U01nX3689Kr301nC1124Na1224Mg1 0eD24He49Be 612C01n_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核(24He)，則下面說法正確的是()AX核比Z核多一個質(zhì)子BX核比Z核少一個中子CX核的質(zhì)量數(shù)比