原子物理知识点总结

-

-原子物理一波二性、热射一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。特点1）物体所辐射的电磁波波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与温度有关。2）温度一定时，不同物体所辐的光谱成分不同。、黑：切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波发反射种物体叫做黑(或绝对黑体。自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。注，体不定黑的热辐射特点

吸收反射特点一般物体黑体黑体辐射的实验规律：

辐射电磁波的情况与温度料种类及表面状况有关辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关完全吸收各种入射电磁波反射1）温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。4、能子:述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不恩利的解释普克为量辐或吸只是份份．个可分的小量ε叫做量．

(h

朗克常)

。量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。-

考试资料

-

-光电效：光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。爱因斯坦指:①光能是连的是一一的，一能子做个子．子能为ε

＝h，中6.63×10

J·s叫朗常量ν光频；②当照到属面时，一个子被个子收，收过是间的不超-9）。子吸光之，能量大向属逃，而生电应象③一电只吸一光不有个子续收个子的况该过需要服属部子缚功逸功，大与属料关）然才可从0属面出因在有一光能较时电才将吸收从属部出否电无克原束从属逸。能量守恒可光效方:

h

④决能发光现的定素是限率不光强光的度会响从属逸的子目使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率极限频)截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目。若ν≥若ν＜

，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生，则无论怎样增加光照强度，也不会有光电效应产生知识拓展之光管伏特曲在光照条件不变时若向压升高则路中的光电流会随之变大当向电压调到值后电路中的电流不再增加电流叫饱和电流饱和电流大小反映了入射光的强度（光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中的光电流会随之变小反向电压达到某值后中的电流变为零个压叫遏止电压。遏止电压只与入射光频率有关。-

考试资料

hh

-hWUe由E和得U）6.康顿应:于光在介质中与物质微粒相互作用，光的传播方向发生改变的现象，叫光的散射。在光的散射中了有与入射光波长相同的成分外还波长更长的光成分这现象叫康普顿效应康普顿借助爱因斯坦的光子理论光与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解他认为种现象是由光量子和电子的相互碰撞引起的量子不仅具有能量而具有某些类似力意义动量在碰撞过程中光子把一部分能量传递给电子，减少了它的能量由量子公

h

可知光的频率减。由

c

知波长变长。总:1）由光电效应和康普顿应知光子具有粒子性。能

，动量（由mc得mchh）2子具有波动性又具有粒子性的波粒二象性光子易显示出波动概率波，量光子易显示出粒子粒二象性中所说的波是一种概率波对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。

个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。

高的光子容易表现出粒子性；

低的光子容易表现出波动性。

光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性。由光子的能量光的动量也以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——

。由以上两式和波速公式

c

还可以得出：

pc

。7.德罗提出任何动的体有种与对，这波德罗波又物质。质对的个:h

hp

特是长，易察注1）一切运动的物体都具有波性；2）德布罗意波是一种概率波；3）该假说是光子的波粒二象性在一切物质上的推广。8.不定关系

h

此式反映微观粒子的坐标和动量不能同时测准。二、原子构1普克发阴射汤孙过一研发这阴射是些负粒。称电。使们识原有杂构他通过子在电场和磁场中的偏转测出比荷。-

考试资料

-

-汤姆孙还提出原子的枣糕模型叫汤姆孙模（错误后密立根过滴验出子电量e。所有带电体的带电量均是

的整数倍。即电荷是量子化的。2、卢福过

粒散实提原核结模。⑴

粒子轰击金箔现象：绝大多

粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数粒发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一很小的核上。（注：实验需在真空中进行）⑵卢瑟福

粒子散射实验提出原子的核式结构，即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乎全部质量都集中在原子核里负的电子在核外空间运动。子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10。、氢子谱:连续光谱

连在一起的光带，由连续分布的一切波长的一单色光组成。炽的体液，压气光为续。不能用发射光谱

于光谱分析。分立的亮线，是由离态原子射，也叫原子光谱。明线光谱

稀薄气体光谱或金属蒸气发射光谱均为明线状谱。连续谱中出现的暗线。是由高温物体发出的白光通过温度较光谱

低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的。如太阳吸收光谱

光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱连谱的背景下出现些不连续的暗。实验表明：）同元素的原子产生的明线光谱是不同的。某种物质的原子可由其明线光谱加以鉴别，因此称某种元素原子的明线光谱的谱线为这种元素原子的特征谱线。2）各种原子的吸收光谱中的每条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应。即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。3）明线光谱和吸收光谱均可用鉴别和确定物质的组成成分，这叫光谱分析。其优点是灵敏度高。4）氢原子光谱在可见光区域的谱线满足经验公式：1

11(),3,4,5...其中1.10m叫里德伯量2-

考试资料

rnrrnrn1

-玻原模：原子的明线光谱用经典物理无法得解释经典理论原子应是一个不稳定系统，因为按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原子核内部，原子消失，而实际上原子是一个很稳定的系统。于是玻提:①子道量化，r=0.53×10m.即子中电子在库仑引力的作用下绕子核作圆周运动电运行轨道的半径不是任意的电子在这些轨道的运行是稳定的，不产生电磁辐射。②量子：

(nn

注基能E=－13.6eV当电子在不同的轨道运行时原处于不同的状态中具不同的能量这些量子化的能量值叫能级，原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态，能量最低的状态叫基最稳定的状态）他态叫激发态。量子力学体系状态发生跳式变化的过程叫跃迁。③子某轨跃到一道时原也从一级迁到一级同这原便收放一光。子能等两级能差，

h

EE

。n542

/V0-0.54-0.85-1.51-13.6注1)原子能量包括原子核与电子具有的电势能和电子运动的动能。2

n=1

对应于基态，对于原子的电离。3子从基态跃迁到激发态时吸收能量激发态跃迁到基态要以光子的形式放出能量要意的是使原子从基态迁到激发态的粒子可以是光子可是实体粒子（例如电子）。若是光子，则务必要满足光子的能量等于两能级差；若是实体粒子，则只要满足该粒子的能量大于等于两能级差即可原子电离的光子或实体粒子的能量只要大于或等于该能级差即可。4）对于一个原子和一群原子而，一个处于量子数为

的氢原子最多可以辐射出(条光谱线。一群处于量子数为n

的氢原子可能辐射出的光谱条数为

C

n(n2

。-

考试资料

Hee-Hee

-5)玻理论的成功与局性。成功：引进了量子理论（不连续性）成功解释氢光谱的规律。是对卢瑟福原子模型的进一步完善。局限：保留了过多的经典物理理论，在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。另外，玻尔理论对氢光谱的解:1）对巴耳末公式的解释，经过导证明氢原子光谱的巴耳末系是电子=3，4等级跃迁到

能级时辐射出来的。2)对薄气体导电时辉光现象的解释通常情况下原子处于基态气导电管中的原子受到高速运动的电子撞击有能迁到激发态处于激发态的原子是不稳定的会自发的向低能级跃迁，最终回到基态，放出光子，形成辉光现象。3)对征谱线的解释由于原子的能级是分立的所以原子向低能级跃时放出的光子能量也是分立的，故原子的发射光谱只有一些分立的亮线。原子核、天放现:放性素发发射的象。贝勒发.使人们识原核有杂构物发射的质放性注1）原子序数的素都有射性。原子序<83的些元素也有放射性。2）放射性物质所发出的射线有:

种类

粒子本质

）

度

电离性

贯穿性

射线

高速氦核

4

0.1c

最强

最弱，一张厚纸能挡住（）

射线

高速电子流（）

11840

99%c

较强

较强，穿几毫米铝板线

高频电磁波0（光子不带电）

c

最弱

最强，穿几厘米铅板3）三种射线经过磁场时的偏转、放性素原核

粒或粒后成原核过叫子的变衰包

衰和

衰。

衰是两质和个子合一整从子中出过程-

考试资料

tm()tm()N()

-（23U234He2

，

核

21H1nHe2

）

衰是原核的个子化一质和个子，电子射核的程（234

234Pa

e

，

核n10

e

）+

衰变：3030Si14

e

（核内1e1

）线是原核经或衰变产了于发的核这新

（原子核的能量也不连续）在低级迁辐出光。即线是伴着

、

衰产的、半期放射元的子核半发衰所的间注）衰只核部素定与所处物状（强温等或学态（质化物无。）

1，2

。）半期大原核变统规。少原核意义）在理变目衰方式要意荷恒质数守。处衰次时一先质数改确

衰的数因

衰次的少质数有影，后据变律定衰次。、探射的法:威逊室气室盖-勒数、原核其粒的击生新子的程核应。质是粒子打入原子核内部使核发生转化，而不是原子核被撞开！注：所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）

N

He7

O

1

（卢瑟福发现质子的核反,也人类第一次实现原子核的人式转变）C查德威克发现中子的核反应）0人放性位：有射性的位。He3013141粒子轰击后的铝片中含有放射性磷。)

小居里夫妇发现人工合成的放射性同位.

注：经过天然放射性同位素不过只有40多人工制造的放射性同位素已达到1000多每种元素都有了自己的放射性同位素制造的放射性同位素具有很多优点种多衰期短、废料容易处理、可制成各种形状、强度容易控制。放射性同位素的应用⑴利用射线：

射线电离性强，用于使空气电离，消除有害静电。线穿性强，可用于金属探伤，高量可用于治疗恶性肿瘤。射线可使DNA发突变，可用于生物工程，基因工程。⑵作为示踪原子。⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14判定出土木质文物的产生年代。、核1）四种基本相互作用：万有引、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用2）核：成子的邻子间在一种殊力属强互用为程力作范为－15m内，它作范内力库力的。若子距-

考试资料

→→-→→

-在

m到1.5

m

内现引，于0.8×10

m现斥。力核是带无，子质间质与子、子中间可以核作。个子跟近核发核作的质为力饱性。3）弱相互作用是引起β衰变的原因，力程更短为m。、结能克服力缚使原核解单核时需的量或若干个核子在核力作用下结合成原子核时释放的能量如一氘核被拆成一个中子和一个质子时要一个等于或大于2.2MeV

能量的照射。相反，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，会释放出同样的能量，这个能量以的形式辐射出去。比合：结能核数之。叫平均结合能。它反映了原子核的稳定程度。比结合能越大，核越稳定。中等大小的原子核比结合能最大，核子的平均质量最,最稳定。、质亏：子质小组它核质之的象。、爱斯质方:

mc

注1该方程告诉我们物体具有的能量和它的质量之间存在的简单正比关系体的能量增大了，其质量也增大，能量减少了，其质量也减少。2）该反的质亏和放核这种现之的系并表质和量间转关。据因斯的对，辐出的子静质虽为，但他动量而这动量好于损量所质守和能守仍成。3)核子在结合成原子核程中出现质量亏损，所以要释放能量，也即结合能！由上式可得结合能和质量亏损之间的关系式：ΔΕ=Δmc²4)应用能程题流图书核计算量利ΔE＝mc应程亏Δ计释的能(1)根Δ＝Δmc

计能：算Δ的位“”c

的位“”，ΔE

的位“”。(2)根ΔE＝m×931.5MeV计能。原质量位(相当931.5MeV的能，所计时Δm单是u，E的单是MeV5)比合能曲:不原子核的比结合能随质量数变化的曲线-

考试资料

重核裂变重核裂变的特点释能量大

-从图中可以看出中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。说明中等核子数的原子核比较稳定。启发:当比结合能较小的原子核化为比结合能较大的原子核时就可能重新释放核能利核能的两个途径由于等大小的原子核比结合能最大因此可将重核裂变或轻核聚变。10、裂:重分成量小核，放出能反称原核裂。德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼利用中子轰击铀核时发现了铀核裂变能利用迈出了第一步铀核的裂变只能发生在为的核反应中然界中不会自发的产生裂变而是发生衰变。

U

n

144

Kr

31

nn141Ban011n54当一个中子引起一个铀核裂变后变中放出的中子再引起其他铀核的裂变能断地继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。原子核的体积非常小原子内部隙很大如果铀块不够大中子在铀块中通过时就有可能碰不到铀核而跑到铀块外部链反应不能继续只铀块足够大时裂变产生的中子才有足够的概率打中某个铀核，使链式反应进行下去。通常裂物能发生式应最体叫它临体。链式反应的条件发裂变物质的体积大于于临界体积。2)有够浓度的铀2353)有够数目的慢中子（目的是为了让铀235吸）。（一块铅笔大小的核燃所产生的能量与10吨标准煤完全燃烧放出的热量相当）2)裂产物多样性。3)裂产物有放射性。4)能生多个中子。重核裂变的主要应用：原子弹核电站-

考试资料

-

-核反应堆主要构造：①核燃料。用浓缩铀（能吸收慢中子的235）。②慢化剂。用石墨、重水、轻水（使裂变中产生的中子减速以被铀235吸收③控制棒用镉做（吸收中子的能力很强④导热剂。用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却）。⑤水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。11、聚:两轻结成量大原核时放能的程(24He)12核聚变发生的条:需使两核距达到10m即需使核具有很大的初动能。方法：加热到高温（需要几百万度高温）。故聚变又叫热核反应。轻核聚变（热核反应）主要应用：氢弹，太