原子物理部分复习

第三部分：原子和原子核近几年高考特点：重点集中在原子的核式结构、玻尔理论、质能方程、核反应方程等。尤其对玻尔能级的理解推理能力考查要求较高，出题频率最高。复习建议：复习要循着学史中原子及其复杂结构发现的顺序进行，突出原子核式结构理论、能级跃迁规律、核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒、两种衰变的规律，质能方程等知识，对α、β、γ粒子的特性也要有清晰了解;重视一些有重要发现的“科学实验”

Ⅲ、近几年北京卷原子物理考查分析题号131415161718192005年热学光学核能机械波交流电闪电估算万有引力楞次演示06年原子静电演示热学光学振动估算万有引力力学磁场07年光学原子万有引力热学探究交流电苹果估算单摆力电综合08年光学原子热学估算机械波万有引力变压器电场力学推理09年热学演示原子波的类比电场机械波力学电磁场电学推理10年相对论光学核能估算万有引力机械波电容探究自感演示力图像11年衰变方程双缝实验同步卫星机波概念变化电路蹦极图象自感演示单位等效知识网络原子的组成结构核外电子原子核吸收能量向高能级跃迁进入激发态释放光子回到基态n=1n=2n=4n=3∆E=E4-E1m、n为量子数靠核子之间的核力凝聚在一起0.8×10-15m1.衰变:2.裂变:3.聚变:不稳定！！核反应的类型人工核反应天然放射性衰变（发现质子的核反应）

（发现中子的核反应）

（人工制造放射性同位素）+201Mev轻核的聚变：重核的裂变：一.原子的模型1.汤姆生的枣糕式模型2.卢瑟福的核式结构模型放射源金箔荧光屏正电荷均匀分布在球内,电子镶嵌在球内绝大多数α粒子沿原方向前进或只发生很小偏转;少数α粒子发生较大偏转;极少数α粒子偏转角超过900：有的甚至被弹回。（1）α粒子散射实验（2）结论：08上海综合3、卢瑟福的原子核式结构模型（1）模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电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着核旋转（2）解释α粒子散射实验+-（3）意义估计原子核的半径在10-15～10-14m（1）.玻尔假设(a)原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外辐射能量.这些状态叫做定态(b)原子从一种定态(设能量E初)跃迁到另一种定态(设能量E终)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量()由这两种定态的能量差决定,(c)规律:注：原子的能量状态是和电子在哪条轨道上相对应的4.波尔的原子模型（2）.玻尔的氢原子模型+第一条轨道第二条轨道第三条轨道_原子的状态最稳定电子在第一条轨道上运动此时原子的能量值,称为第一能级E1此时原子的状态称为基态电子在第二条轨道上运动原子处于第一激发态原子的状态不稳定此时原子的能量值,称为第二能级E2原子的能量值是动能和电势能之和n为量子数3、氢原子的能级图轨道12345-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV∞0二.原子的发光机制原子吸收能量低能级高能级原子放出能量高能级低能级发光加热或光照.产生的机理(4).射线原子核受到激发后产生的(1).无线电波振荡电路中自由电子周期性运动(2).红外线、可见光、紫外线原子的外层电子受到激发后产生的(3).伦琴射线原子内层电子受到激发后产生的---原子核原子内层电子原子外层电子自由电子二、天然放射现象与原子核人工转变（一）天然放射现象1、放射性：一些天然矿物质发出穿透能力很强的射线的性质2、放射性元素：具有放射性的元素PoRa原子序数大于等于84的元素都具有放射性（二）放射线的性质1、放射线的构成（1）直接射的照相底片上。底片上出现一个暗斑（2）加入偏转电场。向左偏转方向不变向右偏转β射线电子γ射线α射线α粒子2、放射线的特性α射线γ射线β射线贯穿能力弱、电离能力强贯穿能力很强、电离能力较弱贯穿能力特强、电离能力特弱08四川（三）放射性元素的衰变原子序数大于84的所有天然存在的元素，都具有放射性；小于84的也有一些有放射性1、衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化2、衰变的种类：进行α、β衰变后不稳定，会跃迁到基态，伴随着能量的辐射，即放出γ射线（四）半衰期1半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间2.半衰期的决定因素由原子核本身决定,与物理和化学状态无关注意:半衰期是对大量原子核的统计规律,对个别原子核的衰变时间无法确定?电子哪里来几点注意:1.对半衰期的理解:(1)半衰期由原子核本身决定,与其物理化学状态无关n为经历半衰期个数2.释放的核能(1)质量亏损:∆m=m反应物-m生成物(2)释放的核能:∆E=∆mC21μc2=931.5MeV质量转化为能量的说法是错误的。3.三个发现:发现质子:发现中子:发现正电子:卢瑟福查德威克小居里夫妇三．重核的裂变１．核裂变：铀核在俘获一个中子后，发生了一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程２核反应方程３链式反应:铀核裂变时,同时放出几个中子,这些中子再引起其它铀核裂变,就可以使裂变过程不断地进行下去,这种反应过程叫链式反应4.临界体积:能够发生链式反应的铀块的最小体积什么什么什么核反应堆铀棒：天然铀或浓缩铀组成减速剂：石墨或重水、普通水作用：裂变产生的速度很大的中子跟这些物质相碰后，速度很慢，变成容易被铀235吸收的慢中子控制棒：镉棒作用：镉棒吸收中子的能力很强，通过棒的深、浅吸收中子，控制反应速度。四、轻核的聚变1、定义：轻核结合成质量较大的核叫核聚变2、热核反应：通过加热使轻核在碰撞中达到近距离，实现核聚变太阳释放的能量主要来自热核反应3、氢弹：五、关于核能的计算核能的计算是原子物理中的热点问题，在重核的裂变，轻核的聚变，放射性衰变以及某些大工程的核反应中，都伴随着巨大的核能释放，如何计算这些核能呢？根据不同的题设条件和不同的核反应特征，归纳如下1、根据质量亏损计算核能由于原子核及核子的质量大小可用国际单位中的“kg”作单位，也能用原子质量单位“u”来表示，这样，也就有了两种方法(1)用△E=△mc2计算核能公式中的各物理量必须用国际单位制中的单位来表示其数值，所以当原子核及核子的质量用“kg”作单位时，该式计算核能较为方便。

七、相对论简介1．相对论的诞生（1）伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。（2）狭义相对论的两个基本假设：①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。

②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。2．时间和空间的相对性经典物理学认为，时间和空间是脱离物体而独立存在的，是绝对的，空间与时间之间也没有联系；相对论则认为时间和空间与物质的运动

状态有关，物质、时间、空间是紧密联系的整体。（1）“同时”的相对性：“同时”是相对的。在一个惯性参考系中看来“同时”的，在另