2025届高三物理一轮复习知识清单：原子物理公式、概念总结

原子物理黑体辐射规律温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加2、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动能量子1、研究微观粒子时必须考虑能量量子化2、能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率光电效应概念照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象方程，是光电子的最大初动能，hν是入射光子的能量，逸出功W0是光子飞出金属表面消耗的能量条件入射光的频率必须大于金属的截止频率νc特点1、光电效应的发生与入射光的强度及照射时间无关2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关3、当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关4、光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9s光的波粒二象性光的波动性干涉衍射1.大量光子产生的效果显示出波动性2.足够能量的光在传播时，表现出波的性质1.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的2.光的波动性不同于宏观概念的波频率越高，光的粒子性越强频率越低，光的波动性越强光的粒子性光电效应康普顿效应1.当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质2.少量或个别光子容易显示出光的粒子性1.粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的2.光子不同于宏观概念的粒子电子的发现发现者汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并计算出了粒子的质荷比，从而发现了电子

电荷、质量测量者密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19C，电子质量me＝9.1×10－31kg卢瑟福α粒子散射实验α粒子失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进少数α粒子发生大角度偏转极个别粒子偏转角甚至大于90°意义卢瑟福提出原子核式结构模型：在原子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核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转玻尔的原子模型模型1、原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．2、电子绕核运动的轨道是量子化的，是不连续的3、电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射氢原子能级图n称为量子数，对应不同电子的轨道，只能取正整数。轨道半径满足rn＝n2r1，氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053nm1、基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6eV.2、激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．氢原子各能级的关系为：En＝eq\f(1,n2)E1(E1＝－13.6eV，n＝1，2，3，…)跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，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原子从低能级向高能级跃迁吸收光子能量hν＝E末－E初原子从高能级向低能级跃迁释放光子能量hν＝E末－E初原子从高能级向低能级跃迁释放的光子数量一个氢原子，可能发出的光子数为(n－1)种一群氢原子，可能发光子数N＝eq\f(n（n－1）,2)原子核质子卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分中子查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分符号A为原子核的质量数＝质子数＋中子数Z为核电荷数（原子核的质子数）,也是原子的原子序数x元素符号同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子核氢有三种同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H放射性元素的衰变概念具有放射性的元素称为放射性元素原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核把这种变化称为原子核的衰变分类α衰变：原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2eq\o\al(238,92)U的α衰变方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heα衰变本质：β衰变：原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程为eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eβ衰变本质：eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e规律衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，不会改变元素在周期表中的位置衰变次数设放射性元素eq\o\al(A,Z)X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，则衰变方程为eq\o\al(A,Z)X→＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间就是半衰期式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系三种射线原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线α射线高速氦核流贯穿本领最弱电离作用很强β射线高速电子流贯穿本领较强电离作用较弱γ射线光子流贯穿本领最强电离作用很弱结合能较轻原子核质子数与中子数大致相等较重原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多结合能克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要吸收的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量大小计算（质能方程）ΔE＝Δmc2若反应后质量减少即发生了质量亏损，则释放能量若反应后质量减少即发生了质量增加，则吸收能量比结合能（也叫平均结合能）原子核的结合能与核子数之比，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的比结合能最大、最稳定核反应衰变eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工转变卢瑟福发现质子查德威克发现中子核裂变eq\o\