2019版高考物理大一轮复习 专题十一 动量、波泣二象性和近代物理初步 第4讲 原子结构和原子核课件.ppt

第4讲,原子结构和原子核,一、卢瑟福核式结构模型,1.汤姆生的“枣糕”模型,汤姆生,均匀,(1)1897年，_发现电子，提出原子的“枣糕”模型，揭开了人类研究原子结构的序幕.(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷_分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里.,2.卢瑟福的核式结构模型,(1)粒子散射实验装置：如图11-4-1所示.,图11-4-1,(2)粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析,绝大多数,空隙,大,90,10,(3)原子核式结构模型,原子核,正,质量,在原子的中心有一个很小的核，叫_.原子的全部_电荷和几乎全部的_都集中在原,子核里.,旋转,核子,质量,质子,同位素,带负电的电子在核外空间里绕着核_.(4)原子核大小：从粒子散射实验的数据估算出原子核的,半径约为10,15,14,m(原子的半径约为10,10,m).,3.质子和中子统称_，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的_数等于其质子数与中子数之和.具有相同_数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称_.,【基础检测】1.(多选)如图11-4-2所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、,),B、C、D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是(图11-4-2,A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多,B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比,A位置时稍少些,C.放在C、D位置时，屏上观察不到闪光,D.放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少,答案：AD,二、玻尔原子模型与原子光谱,1.玻尔原子模型,量子化,能量,稳定,为解决原子核结构的稳定性和原子发光的不连续性问题，玻尔提出了三条假设：(1)轨道假设：轨道是_的，其半径只能是某些分立的值.(2)定态假设：不同的轨道对应着不同的_状态，这些状态中原子是_的，不向外辐射能量.,(3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的_，从一个定态向另一个定态跃迁时要_或_一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态,的_.,能量,吸收,辐射,能级差,2.能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是_的，因此各状态对应的能量也是_的，这些能量值叫能级.3.基态与激发态：能量_状态叫做基态；其他能,量状态叫激发态.,不连续,不连续,最低的,4.光子的辐射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时要_光子，由基态向激发态跃迁时要_光子.光子的频率与能级的关系为_.,5.原子光谱,(1)光谱分析：利用元素的特征谱线(线状谱)分析和确定物质的组成成分.,辐射,吸收,hEmEn,【基础检测】2.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常,),量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(,三、原子核,贝克勒尔,83,83,1.天然放射现象的发现,射线、射线、射线,(1)_发现天然放射现象，使人们认识到原子核也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕.(2)通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于或等于_的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于_的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线常见的有三种：_.,2.天然衰变中核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是_,守恒和_守恒.,质量数,电荷数,3.半衰期,半数,快慢,(1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需,要的时间.,物理状态,化学状态,(2)意义：反映了核衰变过程的_程度，具有统计性.(3)特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的_或_无关.,质子,中子,四、核力、核能、重核的裂变和轻核的聚变1.核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能处于稳定状态，一定还有别的力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力.核力具有以下特点：,(1)核力是很强的力.,相邻,(2)核力作用范围很小，只在2.010,15,m的短距离内起作,用.(3)每个核子只跟它_的核子发生核力作用.,2.核能,原子核,原子核,(1)结合能：核子结合成_时放出一定的能量，_分解成核子时吸收一定的能量，这种能量叫结合能.(2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做_.(3)爱因斯坦质能方程：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是_，这就是爱因斯坦质能方程，,其另一个表达形式是Emc2.,质量亏损,Emc2,3.获得核能的途径,(1)重核的裂变重核俘获一个中子后分裂为两个或几个_质量数的原子核，则这样的反应叫做重核的裂变.在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量.,(2)轻核的聚变,某些轻核结合成质量数_的原子核的反应过程叫做轻核的聚变，同时放出大量的能量.轻核聚变只能发生在超高温条件下，故轻核聚变也叫做热核反应.,中等,10,较大,【基础检测】,考点1,氢原子的能级跃迁,重点归纳,3.解答氢原子能级图与原子跃迁问题的注意事项(1)氢原子能级图：如图11-4-3所示.,图11-4-3,【考题题组】1.(多选)如图11-4-4所示是氢原子的能级图，大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n2能级跃,迁时释放的光子，则(,),图11-4-4,A.6种光子中波长最长的是n4激发态跃迁到基态时产生,的,B.6种光子中有2种属于巴耳末系,C.使n4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量,D.若从n2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n3能级跃迁到n2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应,答案：BC,2.(多选，2017年湖北荆门模拟)氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n3轨道；第二次核外电子,再从n3轨道跃迁到n2轨道，下列说法中正确的是(,),A.两次跃迁原子的能量增加相等B.第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C.两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D.两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量,解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过,程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可,知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量.又由氢原子能级图知因跃迁到n3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51eV，而氢原子核外电子从n3轨道跃迁到n2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89eV，B、C正确.,答案：BC,考点2,原子核与原子核的衰变,重点归纳1.衰变规律及实质(1)两种衰变的比较,答案：A,考点3,核反应类型、核能,重点归纳1.核反应类型(1)核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变.(2)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接.(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰