原子物理知识点总结全

1、原子物理一、卢瑟福的原子模型核式结构年,_ 发觉了电子 . 他仍提出了原子的 _模型 .2. 物理学家 _用_粒子轰击金箔的试验叫_ ；3. 试验结果 : 绝大部分 粒子穿过金箔后 _; 少数 粒子发生了较大的偏转 ; 极少数的 粒子甚至被 _.4. 试验的启示：绝大多数 粒子直线穿过,说明原子内部存在很大的间隙；少数 粒子较大偏转,说明原子内部集中存在着对 粒子有斥力的正电荷；极个别 粒子反弹,说明个别粒子正对着质量比 粒子大许多的物体运动时,受到该物体很大的斥力作用5. 原子的核式结构 :卢瑟福依据 粒子散射试验的结果,提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核,叫 _,原子的全部正电

2、荷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绕核旋转例 1: 在 粒子散射试验中, 卢瑟福用 粒子轰击金箔, 以下四个选项中哪一项属于试验得到的正确结果: 粒子A. 粒子穿过金箔时都不转变运动方向 B.极少数 粒子穿过金箔时有较大的偏转, 有的甚至被反弹 C. 绝大多数 粒子穿过金箔时有较大的偏转 D. 粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例 2: 依据 粒子散射试验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型；如图1-1 所示表示了原子核式结构模型的粒子散射图景；图中实线表示粒子的运动轨迹；其中一个c粒子在从 a 运动到 b、再运动到c 的过程中（粒子在 b 点时距原子核最近）,下ab列判定正确

3、选项（）原子核A粒子的动能先增大后减小B粒子的电势能先增大后减小C粒子的加速度先变小后变大D电场力对粒子先做正功后做负功图 1-1二 玻尔的原子模型 能级1玻尔提出假说的背景原子的核式结构学说与经典物理学的冲突：按经典物理学理论,核外电子绕核运动时,要不断地辐射电磁波,电子能量减小,其轨道半径将不断减小,最终落于原子核上,即核式结构将是不稳固的,而事实上是稳固的电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率,由于电子轨道半径不断减小,发射出的电磁波的频率应是连续变化的,而事实上,原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值；为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的冲突,玻尔提出了三点假

4、设,后人称之为玻尔模型2玻尔模型的主要内容：定态假说：原子只能处于一系列_的能量状态中,在这些状态中原子是_的,电子虽然绕核运动,但不向外辐射能量这些状态叫做_ 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射（或吸取）肯定频率的光子,光子的能量由这两定态的能量差打算,即 _.轨道假说：原子的不同能量状态对应于 连续的3氢原子的能级公式和轨道公式_子的不同轨道 . 原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不原子各定态的能量值叫做原子的能级,对于氢原子,其能级公式为 :_ ；对应的轨道公式为：rn n 2r 1；其中 n 称为量子数,只能取正整数 .E1=,r 1= 10-10m原子的最低

5、能量状态称为 _,对应电子在离核最近的轨道上运动；原子的较高能量状态称为 _,对应电子在离核较远的轨道上运动4氢原子核外的电子绕核运动的轨道与其能量相对应核外电子绕核做圆周运动的向心力,来源于库仑力 量子化的卫星运动模型 由 F 库k er 22 m vr 2得动能 Ek 12 mv 2 12 ker 2,即 r 越大时,动能 _.又由于 rn n 2r 1,Enn E2 1即量子数 n 越大时,动能 _,势能 _,总能量 _5用玻尔量子理论争论原子跃迁时释放光子的频率种数氢原子处于n=k 能级向较低激发态或基态跃迁时,可能产生的光谱线条数的运算公式为：NC2 kkk12例 1: 氢原子的核外

6、电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 A原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能增大B原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小C原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能减小D原子要吸取光子,电子的动能减小,原子的电势能增大例 2: 大量氢原子处于 n4 的激发态,当它们向各较低能级跃迁时,对于多种可能的跃迁,下面说法中正确选项 A最多只能释放出4 种不同频率的光子n2 能级跃迁到n1 能级释放出的光子波长B从 n 4 能级跃迁到n1 能级释放出的光子波长最长C从 n 4 能级跃迁到n1 能级释放出的光子频率最大D从 n 4 能级跃迁到n3 能级释放出的光子波长等于从

7、光束例 3: 氢原子发出 a、b 两种频率的光,经平行玻璃砖折射后的光路如 玻璃砖图 2-1 所示；如 a 光是由能级 n=4 向 n=1 跃迁时发出的,就 b 光可能是 A从能级 n=5 向 n=1 跃迁时发出的 b aB从能级 n=3 向 n=1 跃迁时发出的C从能级 n=5 向 n=2 跃迁时发出的 D从能级 n=3 向 n=2 跃迁时发出的图 2-1例 4: 如图 2-2 所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=3 的激发态,原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子；如用这些光照耀逸出功为2. 49 eV的金属钠,就以下说法正确选项（）A这群氢原子能发出三种频率不同的光,其中从 B

8、这群氢原子能发出两种频率不同的光,其中从n=3 跃迁到 n=2 所发出的光波长最短 n=3 跃迁到 n=1 所发出的光频率最高C金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eV图 2-2D金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV例 5: a、b 两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行试验,在距双缝恒定 距离的屏上得到如图 2-3 所示的干涉图样,图甲是 a 光照耀时形成的干涉图样,图乙是 b光照耀时形成的干涉图样；以下关于 a、b 两束单色光的说法正确选项（）Aa 光子的能量较大B在水中 a 光传播的速度较小图甲图乙C如用 b 光照耀某金属没有光电子逸出, 就 a 光照

9、耀该金属时也没有光电子逸出D如 a 光是氢原子的核外电子从第三能级向其次能级跃迁时产生的 , 就 b 光可能是氢原子的核外电子从第四能级向第三能级跃迁时产生的 图 2-3例 6: 处于 n3 激发态的大量氢原子向基态跃迁时所放出的光子中,只有一种光子不能使金属 A 产生光电效应,就下列说法不正确的是 （）A不能使金属 A 产生光电效应的光子肯定是氢原子从 n3 的激发态直接跃迁到基态时放出的B不能使金属 A 产生光电效应的光子肯定是氢原子从 n3 的激发态跃迁到 n 2 的激发态时放出的C氢原子从 n4 的激发态跃迁到 n3 的激发态,所放出的光子肯定不能使金属 A 产生光电效应D氢原子从 n

10、4 激发态直接跃迁到基态 , 所放出的光子肯定能使金属 A 产生光电效应n E/eV0例 7: 如图 2-4 所示是氢原子的能级图,现让一束单色光照耀一群处于基态的氢原子,受 43激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,就照耀氢原子的单色光的光子能量为 2 A B1C D例 8: 如图 2-4 所示为氢原子能级图,可见光的光子能量范畴约为；以下说法正确选项（）图 2-4A大量处在n3 的高能级的氢原子向n=3 能级跃迁时,发出的光有一部分是可见光B大量处在n=3 的氢原子向n=2 能级跃迁时,发出的光是紫外线C大量处在n=3 能级的氢原子向n=1 能级跃迁时,发出的光都应具有显著的热效应D

11、处在 n=3 能级的氢原子吸取任意频率的紫外线光子都能发生电离例 9: 如图 2-5 所示 , 设光子 A、 B、C的能量和波长分别为EA、EB、EC和A、B、C就 AABC B111BAC CABC DEBEAEC三、自然放射现象1. 自然放射现象 : 第一由贝克勒耳发觉,自然放射现象的发觉,说明_仍有内部结构图 2-52. 衰变不稳固的原子核自发放出粒子或 粒子后,转变为新核的变化称为原子核的衰变射线是相伴着 衰变或 衰变产生的,也叫辐射自然放射现象就是_的衰变现象三种射线的性质种类 射线 射线 射线组成高速 _流高速 _流_流 高频电磁波 带电量质量4m （m 1027kg）mp静止质量

12、为零1840在磁场中穿透本事对空气的电离作用半衰期：放射性元素的_有_发生衰变所需的时间半衰期由_因素打算,跟原子所处的_或_状态无关；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,个别原子核经多长时间衰变无法猜测；衰变规律 衰变A ZXA Z4 2 Y2 4 He 新核的核电荷数_,质量数 _.衰变规律半衰期 T 衰变A ZXZA 1 Y0 1 e 新核的核电荷数_,质量数 _.一半原子核发生衰变需要的时间m余m 原（1t）T25 质量数为 M电荷数为 N的原子核,在垂直于磁场方向上发生 衰变后, 粒子与反冲核的运动轨迹为一对_ 内、外 切圆 , 两粒子的动量之比为 _. 两圆的运动半径之比为 _.发

13、生 衰变后, 粒子与反冲核的运动轨迹为一对 _ 内、外 切圆 , 两粒子的动量之比为 _, 动能之比为_. 两圆的运动半径之比为 _, 周期之比为 _.例 1: 关于半衰期 , 以下表达正确选项 A. 放射性物质的质量越大 , 半衰期越长B. 提高温度和压力不能转变半衰期C. 单质铀的半衰期比化合态铀中的半衰期长D. 半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半例 2: 以下现象中,与原子核内部变化有关的是 射线A粒子散射现象 B自然放射现象C光电效应现象 D原子发光现象例 3: 依据电离才能来看,放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列次序是A射线,射线,射线 B射线,射线,C射线,射线,射线 D射

14、线,射线,射线例 4: 以下说法正确选项 A用加温或加压的方法不能转变原子核衰变的半衰期B某原子核经过一次 衰变后,核内质子数削减4 个C射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D射线的贯穿作用很强,可用来进行工业探伤例 5: 一置于铅盒中的放射源发射的,和射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔右侧的空间有一匀强电场；射线进入电场后,变为a、b 两束,射线a 沿原先方向行进,射线b 发生了偏转,如图3-1 所示,就图中的（）A射线 a 为射线,射线b 为射线B射线 a 为射线,射线b 为射线图 3-1C射线 a 为射线,射线b 为射线D射线 a 为射线,射线b 为射线例 6:2 392

15、5U衰变成2 082 7Pb, 要经过 _次 衰变和 _次 衰变 .例 7: 如元素 A的半衰期为4 天,元素 B 的半衰期为5 天,就相同质量的A 和 B,经过 20 天后,剩下的质量之比 mAmB为（） A 301 B3130 C12 D21例 8: 某放射性元素经20 天后剩下原有质量的,可知其半衰期为再经过 l0 天,剩下质量为最初质量的1例9: 一 个 原 来 静 止 在 匀 强 磁 场 中 的 原 子 核 发 生 衰 变 , 放 出 某 种 粒 子 后 ,在匀强磁场中形成如图3-2 所示的径迹,原子核放出的粒子可能是（）2A. 氦核 B. 电子aC. 光子D.正电子四、核能图 3-

16、21. 原子核的组成 : 原子核是由质子和中子组成,质子和中子统称核子2. 核能1 爱因斯坦质能方程 : 凡具有质量的物体都具有能量,物体的质量和能量间的关系为：_. 如原子核质量亏损m对应释放的能量为 _ 留意 : 质量亏损并不是质量缺失,也不是与质量守恒定律相冲突,而是亏损的质量以能量的形式辐射出去了 .在核能的运算中 c 的单位取国际单位制,此时如 m 的单位为 kg,能量的单位为 J,当 m 的单位为 u（原子质量单位）时, 1u= 10-27kg= 10-10J = 10 8eV；1eV= 10-19J.2 原子核中的核子 质子、中子 的平均质量在不同的原子中是 _同的 , 其大小与

17、核子数的关系如图 4-1 所示 . 可见在元素 Fe 邻近 , 核子的平均质量是最 _的；当比 Fe 小得多原子核结合成较大的原子核时,核子的平均质量将 因而 _ 放出、吸取 能量 ; 当比 Fe 大得多原子核裂变成较小的原子核时,核子的平均质量将 因而 _ 放出、吸取 能量；_ 增大、减小 ,_ 增大、减小 ,3. 重核的裂变 重核的裂变：重核分裂成两个质量较小的原子核的核反应叫裂变图 4-1铀核的裂变 : 核反应方程为：235U+ 0n1146 1Ba+ 92 3 6 Kr+3 1 0 n.9252 链式反应：裂变要在肯定的条件下才能进行,铀235 核受到中子轰击时会发生裂变,而裂变时又要

18、放出一些中子,这些中子又可引起其它的轴 235 核裂变,而使裂变反应不断进行下去,这种反应叫做链式反应4. 轻核的聚变1 轻核的聚变：轻核结合成质量较大的原子核的核反应称为聚变氢核的聚变：核反应方程为：2H3H4He1n10-15m时才能进行在极高温度下,原子核可以获得足够的11202 热核反应：聚变必需在轻核间的距离非常接近,即达到动能克服库仑斥力而发生聚变,这种聚变反应叫做热核反应3 目前已实现的人工热核反应是氢弹的爆炸例 1: 如图 4-2 所示,给出了核子平均质量（原子核的质量除以核 子数）与原子序数的关系；以下说法中正确选项 核子平均质量A英国物理学家汤姆生,在 粒子散射试验的基础上

19、提出了原子的核式结构模型B自然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒,放出的射线垂直磁感线穿过磁场时,肯定发生偏转C由图可知,原子核A裂变成原子核B和 C要放出核能图 4-2D由图可知,原子核D和 E 聚变成原子核F 要吸取核能例 2: 一个氘核（21 H）与一个氚核（31 H）发生聚变,产生一个中子和一个新核,并显现质量亏损,就聚变过程（）A吸取能量,生成的新核为42 He B放出能量,生成的新核为 2 3 HeC吸取能量,生成的新核为 32 He D放出能量,生成的新核为 42 He9 12例 3: 用 粒子轰击铍（4Be）核,生成物是碳（6C）核和另一个粒子,就该粒子是1 1 A 1H

20、 B. 0n C. 01e D. 2 H 例 4: 太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量,这些能量以电磁波（场）的形式向四周八方辐射出去,其总功率达到 10 26；依据爱因斯坦的质能方程估算,单纯地由于这种辐射,太阳每秒钟削减的物质质量的数量级最接近于（）A10 18 kg B 10 9 kg C 10-10 kg D 10-17 kg例 5: 太阳的能量来源于太阳内部氢核的聚变,设每次聚变反应可以看作是 4 个氢核（11H）结合成 1 个氦核（24He）,同时释放出正电子（10 e）；已知氢核的质量为 m ,氦核的质量为 p m ,正电子的质量为m ,真空中光速为 c；以下关于氢核聚变的说法

21、正确选项（）A此聚变反应的核反应方程是 4 11 H 24 He 10 eB此聚变反应也叫链式反应C反应后核子的平均质量大于反应前核子的平均质量D每次核反应释放的能量为（4m m 2m ）c2例 6: 太阳的能量来自于热核反应,其中一种核反应是四个质子聚变成一个 粒子,同时放出两个正电子和两个没有静止质量的中微子；已知 粒子的质量为m ,质子的质量为mp,电子的质量为me,c 为光在真空中的传播速度, N为阿伏伽德罗常数；在这种核反应中2 A1000（4mp+m +2me）N Ac2 B1000（m 2me4mp）N AcC250（4mpm 2me）N Ac D250（m 2me4mp）N A

22、c221000g 的氢核聚变所放出的能量为例 7: 原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径,我国目前已建成了秦山和大亚湾两座核电站下面关于这两座核电站的说法中正确选项 A它们都是利用核裂变释放的原子能B它们都是利用核聚变释放的原子能C它们一座是利用核裂变释放的原子能,另一座是利用核聚变释放的原子能D以上说法都不正确例 8: （07 年崇文二模）以下说法不正确的是（） A. 2H1 3 H2 4 He0 1 n是聚变239（239Pu） . 关于铀 239 的衰变 , 以下说法正确选项 ）1 B. 235 92 U0 1 n140Xe38 94 Sr21n是裂变540 C. 226Ra22

23、2Rn4He是 衰变98962 D. 24Na12 24 Mg0e是裂变111例 9: 铀 239（239U）经过衰变可产生钚9294A23994 Pu 与 23992 U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数 B 放射性物质 23992 U 发生 衰变时所释放的电子来源于核外电子 C 23992 U 经过 2 次 衰变产生 94 239 Pu D 温度上升,23992 U 的半衰期减小例 10: 当两个质子 质量是和两个中子 质量是结合为一个氦核 质量是时 , 发生的质量亏损是多少释放出的能量是多少兆电子伏补充练习：1. 以下说法正确选项：A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B汤姆生发觉电子,说明原子具有核式结构C一束光照耀到某种金属上不能发生光电效应,是由于该束光的波长太短D依据波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加2. 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子；已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、 m2、 m3,普朗克常量为h, 真空中的光速为c；以下说法正确选项（）A. 核反应方程是1 1