原子和原子核学习指要

1、原子和原子核学习指要 “原子和原子核”一章以实验为研究基础，以人们认识微观世界由简单到复杂的认知规律为线索，先认识原子的结构，再深入地研究原子核的组成。全章渗透着对学生物理学史和辨证唯物主义思想的教育。在学习时，可归纳为“六个实验现象”、“三种原子模型”和“三类计算”。一、六个实验现象1、汤姆生发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分。2、卢瑟福“粒子散射实验”现象，说明原子中绝大部分是空的，原子的大部分质量和电荷都集中到一个很小的核上。3、对氢原子光谱的观察和分析，促使玻尔提出了量子化的氢原子模型。4、贝克勒耳发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构。5、卢瑟福用粒子轰击氮原子核

2、的实验，发现了质子（ n +he o +h）。6、查德威克用粒子轰击铍原子核实验，发现了中子（ be +he c +n）。例1、（2001年春季高考题）下列现象中，与原子核内部变化有关的是( )a、粒子散射 b、光电效应 c、天然放射现象 d、原子发光现象解析： 对比上述实验现象可知，正确选项为c。二、三种原子模型1、汤姆生枣糕式原子模型2、卢瑟福有核模型（行星式模型）。在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电核和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。3、玻尔模型（经典理论基础上加量子化的模型）。玻尔理论的三条假设：原子的定态不连续；原子吸收、辐射能量不

3、连续，h= e-e；原子的可能轨道不连续，e=e/ n , r= nr 。注意：第一、卢瑟福的原子模型与汤姆生的原子模型的主要区别（前者为“核式”结构，后者为“均匀”结构）。第二、玻尔理论只使用于氢原子。含运用上述三个公式进行有关的计算。第三、明确原子各定态能量值均为负值，原子跃迁过程中有库仑力作功，电子绕核运动的向心力有库仑力提供。例2、（2000年春季高考题）根据玻尔理论，某原子的电子从能量为e的轨道跃迁到能量为e' 的轨道，辐射出波长为的光。以h表示普朗克常量，c表示真空中的速度，则 e' 等于( )a、e-h/c b、e+h/c c、e-hc/ d、e+hc/解析：由玻

4、尔理论知：e-e'=h 而 =c/ 由式解得：e=e-hc/故选项c正确。三、三类计算1、有关、衰变次数的计算2、有关能级跃迁或核能的计算3、有关“原子和原子核”综合题的计算例3、（2002年广东等高考题）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，p + + e+ p + p + + e+ p + + 其中p为质子，为粒子，e为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为m=1.672648×10kg，粒子的质量为m=6.644929×10kg，正电子的质量为m=9.11×10kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3×10m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。解析：本题是一道有关“核能计算”的综合题，涉及的主要知识点有质能关系和能量守恒定律等。为求出该系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程式左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，该系列反应最终等效为4p + 2 e+ 2设反应后释放的能量为q，根据质能关系和能量守恒得 4mpc2=mac2+2mec2+q代入数值可得q = 3.95×10j练习题1、按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( ).第个定态和第个定态的轨道半径m和n之比为m:n2:2.第个定态和第个定态的能量m和n之比为m:n2:2.电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是，则其发光频率也是.若