【2022】3-5原子物理知识点总结

检查重点：光电效应玻尔原子假设与能级跃迁规律半衰期爱因斯坦质能方程及其计算物理学史（物理学家的贡献）17一、黑体辐射与能量子1.黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b2．能量子叫做能量子．称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.二、光电效应光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．光电效应实验规律每种金属都有一个极限频率．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．3．爱因斯坦光电效应方程中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s..k 0其中hν为入射光的能量，Ek4．遏止电压与截止频率

为光电子的最大初动能，W0

是金属的逸出功．c遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U.c(着不同的极限频率．k5．E()可以得到的信息kc.ν.c.kEk

轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象。康普顿效应：在研究电子对X射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。光子的动量：由于光子的能量是，由相对论知E=mc2，因此

h h h，动量p= = 。c2 c 1(1)概率波概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)=hp波长很小。p为运动物体的动量为普朗克常. 电子衍射实验说明实物粒子具有波动第18章原子结构一、原子结构年，英国物理学家汤姆生研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型。原子的核式结构α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示．卢瑟福的原子核式结构模型的电子在核外绕核旋转．二．光谱1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4条谱线作了分1析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：

R(122

1)n=3，4，5，… 式中R叫做里德伯常量，n2这个公式成为巴尔末公式。三、玻尔理论1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．2．量差决定，即E－E.(h＝6.6×1－34·s)m n3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．4．氢原子的能级、能级公式(1)(2)氢原子的能级和轨道半径＝1E(n＝1,2,3，…)，其中

为基态能n量，其数值为E＝－13.6eV.1

21 1r＝2r＝1,2,r为基态半n 1 1径，又称玻尔半径，其数值为r＝0.53×10－10m.1对原子跃迁条件的理解原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子．只有当一个光子的能量满足末－E初被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量大于或小于E末－E初原子吸收．级间的能量差．关于能级跃迁的说明当光子能量大于或等于13.6eV13.6当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道2半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种C2＝

n(n )但产生的跃迁只有一种．而如果是一2群氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况．第19章原子核1.天然放射现象种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。图原子核原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．Z③XAXA表示核电荷数．Z性质．原子核的衰变和半衰期原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．:α衰变：AX→A－4Y＋4HeZ Z－2 2β衰变：AX→AY＋0eZ Z＋1 －11．衰变规律及实质γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产α衰变或β

衰变类型

α衰变

β衰变辐射出光子．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需

衰变方程

AX→A－4Y＋4He

Z

－1eZ Z－Z Z－2 2)公式：N ＝N )余 原2

＝m (1)t/τ

余 原余 原

2个质子和2个中AX AX

中子转化为质子和电子身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或(无关．半衰期是大量原子核衰变概率统计规律，少数几个原子核不能用半衰期公式计算原子核的人工转变3

体射出1 0 2 0 1＋1n4He 1n1H011 0 2 0 衰变规律 质量数守恒、电荷数守恒用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．卢瑟福发现质子的核反应方程为： 14N＋4He→17O＋1H.7 2 8 1查德威克发现中子的核反应方程为：9Be＋4He→12C＋1n.4 2 6 0居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 27Al＋4He→30P＋1n.

30P30S＋1e.13 2

15

15 14反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的30P，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。与天15然的放射性物质相比，人造放射性同位素：（1）放射强度容易控制（2）可以制成各种需要的形状（3）半衰期更短 （4）放射性废料容易处理重核裂变 核聚变释放核能的途径——裂变和聚变⑴裂变反应：①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。例如：235U1n144Ba89Kr31n92 0 56 36 0②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。链式反应的条件：临界体积，极高的温度.⑵聚变反应：①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。例如：

2H3H4He1n17.6MeV1 1 2 0②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。熟记一些粒子的符号α粒子（4He）、质子（1H）、中子（1n）、电子（0e）、氘核（2H）、氚核（3H注意在核反应方2 1 0 1 1程式中，质量数和电荷数是守恒的。五．关于核能的计算1、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的引力，特点：①核力与核子是否带电无关②短程力，其作用范为2.01010m，只有相邻的核子间才发生作用），所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨的能量变化。2．结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能比结合能：结合能与核子数的比值