高三一輪原子

1、知識內(nèi)容知識內(nèi)容 要求要求 說明說明 89電子的發(fā)現(xiàn)。電子比荷的測定電子的發(fā)現(xiàn)。電子比荷的測定90 粒子散射實驗。原子的核式結(jié)構粒子散射實驗。原子的核式結(jié)構91氫原子的能級結(jié)構。光子的發(fā)射和吸收。氫原子的能級結(jié)構。光子的發(fā)射和吸收。氫原子的電子云氫原子的電子云92原子核的組成。天然放射現(xiàn)象。原子核的組成。天然放射現(xiàn)象。 射線、射線、 射線、射線、 射線。衰變。半衰期射線。衰變。半衰期93原子核的人工轉(zhuǎn)變。核反應方程。放射性原子核的人工轉(zhuǎn)變。核反應方程。放射性同位素及其應用。人類對物質(zhì)結(jié)構的認識同位素及其應用。人類對物質(zhì)結(jié)構的認識 94放射性污染和防護放射性污染和防護95核能。質(zhì)量虧損。愛因斯坦

2、的質(zhì)能方程核能。質(zhì)量虧損。愛因斯坦的質(zhì)能方程96重核的裂變。鏈式反應。核反應堆重核的裂變。鏈式反應。核反應堆97輕核的聚變?？煽責岷朔磻p核的聚變。可控熱核反應I II II II II II II II I2014考試說明考試說明 A B C D（）（2004）氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構）氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E154.4eV，氦，氦離子能級的示意圖如圖所示。在具有下列能量的光子中，離子能級的示意圖如圖所示。在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是

3、A 40.8eV E5 -0 B 43.2eV E4-3.4eVC 51.0eV E3-6.0eVD 54.4eV E2-13.6eV E1-54.4eV原原子子物物理理 湯姆孫湯姆孫電子發(fā)現(xiàn)電子發(fā)現(xiàn)小居里夫婦小居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素核能核能2=mCE原原子子結(jié)結(jié)構構原原子子核核盧瑟福盧瑟福a粒子散射實驗粒子散射實驗原子核式結(jié)構原子核式結(jié)構玻爾玻爾氫原子模型氫原子模型光譜光譜貝克勒爾貝克勒爾天然放射線天然放射線查德威克查德威克發(fā)現(xiàn)中子發(fā)現(xiàn)中子人工人工轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變盧瑟福盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子發(fā)現(xiàn)質(zhì)子原子核的組成原子核的組成重核裂變重核裂變（鏈式反應）（鏈式反應）輕核聚變輕核聚變（熱

4、核反應）（熱核反應）原子可分原子可分原子核可分原子核可分（衰變）（衰變）三種射線三種射線半衰期半衰期1.原子結(jié)構粒子散射實驗-13.6eVn=1n=2-3.4eVn=3-1.51eVn=4-0.85eVn= 0金金屬屬片片影影子子熒熒光光1、湯姆孫的實驗2qEmB R證證明明了了射射線線帶帶負負電電qvBqEEvB2vqvBmRqvmBREEBB光譜的產(chǎn)生：分光鏡光譜的產(chǎn)生：分光鏡光譜的分類光譜的分類鈉蒸汽發(fā)光鈉蒸汽發(fā)光白光通過低溫鈉蒸汽白光通過低溫鈉蒸汽光譜及光譜分析光譜及光譜分析 每種元素每種元素的明線光譜或吸收光譜都是的明線光譜或吸收光譜都是不一樣不一樣的的. 所以利用物質(zhì)產(chǎn)生的明線光譜

5、或吸收光譜可所以利用物質(zhì)產(chǎn)生的明線光譜或吸收光譜可鑒定物鑒定物質(zhì)的成份質(zhì)的成份，這就是光譜分析。，這就是光譜分析。光光譜譜發(fā)射發(fā)射光譜光譜吸收吸收光譜光譜連續(xù)連續(xù)光譜光譜明線明線光譜光譜熾熱物體發(fā)出的熾熱物體發(fā)出的光通過溫度較低光通過溫度較低的氣體的氣體熾熱的固體、液體熾熱的固體、液體或高壓氣體或高壓氣體稀薄氣體發(fā)光稀薄氣體發(fā)光太陽光譜是什么光譜？說明哪里的成分？太陽光譜是什么光譜？說明哪里的成分？例題例題.下列關于光譜說法正確的是（下列關于光譜說法正確的是（ ）熾熱的固體、液體發(fā)出的是連續(xù)光譜熾熱的固體、液體發(fā)出的是連續(xù)光譜氣體發(fā)出的是明線光譜氣體發(fā)出的是明線光譜利用太陽光譜的暗線可以判斷太

6、陽的組成利用太陽光譜的暗線可以判斷太陽的組成成份成份利用明線光譜和暗線光譜都可以分析物質(zhì)利用明線光譜和暗線光譜都可以分析物質(zhì)的組成成份的組成成份 AD原子光譜和波爾理論的聯(lián)系22111 ()2Rn 巴巴爾爾末末系系：22111 ()1Rn 賴賴曼曼系系：可可見見光光紫紫外外光光因為能級是不因為能級是不連續(xù)的，所以連續(xù)的，所以原子譜線是不原子譜線是不連續(xù)的。連續(xù)的。22111 ()2Rn 巴巴爾爾末末系系：基基態(tài)態(tài)激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)定定態(tài)態(tài)能能級級-13.6eVn=1n=2-3.4eVn=3-1.51eVn=4-0.85eVn= 021nrn r 21/nEEn nkpEEE 頻率條件hv

7、EE 初初末末吸收光子(單擊)放出光子(單擊)-13.6eVn=1n=2-3.4eVn=3-1.51eVn=4-0.85eVn= 0吸收光子放出光子根據(jù)波爾理論，氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一軌道時，可能發(fā)生的情況有：A、放出光子，電子動能減小，原子能量增加；B、放出光子，電子動能增加，原子能量減少；C、吸收光子，電子動能減小，原子能量增加；D、吸收光子，電子動能增加，原子能量減小。研研究究對對象象：電電子子運運動動模模型型：圓圓周周運運動動222evkmrr 22122keEmvkr 電電子子動動能能： 例.如圖給出了氫原子的最低的四個能級,氫原子在這些能級之間躍遷,所輻射的光子的頻率

8、最多幾種?其中最小頻率是多少?最小波長又是多少?1 12 23 34 4-13.6eV- 3.4eV-1.51eV-0.85eV(1)6(1)6種種(2)最小頻率對應能級差最小最小頻率對應能級差最小(3)最小波長對應最大能量最小波長對應最大能量CEEh初終=9.7510-8m1.6hv-19（1.51-0.85）10141.6 10nvHz目的：目的：能根據(jù)能級圖畫出輻射光子的多種可能，并能根據(jù)能級差判斷出光子波長的能根據(jù)能級圖畫出輻射光子的多種可能，并能根據(jù)能級差判斷出光子波長的大小大小例題例題2（2004北京）氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構的氦離子。已知基態(tài)北京）氦原子被電離一個核

9、外電子，形成類氫結(jié)構的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為的氦離子能量為E1=54.4eV，氦離子能級的示意圖如圖所示。在具有下列能量的光，氦離子能級的示意圖如圖所示。在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是A 40.8eVB 43.2eV C 51.0eV D 54.4eVB-54.4eV-13.6eV-6.0eV-3.4eV01E2E3E4E5E目的：目的：不符合不符合hv=E初初-E終終的光子是不能被吸收的的光子是不能被吸收的例題例題3.現(xiàn)有現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級上，若這些受激氫原子最后都回

10、到基態(tài)，的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的總數(shù)的1/(n-1)。 A2200 B2000 C1200 D24001234120040060012004006002200例題：處于基態(tài)的的氫原子在某單色光的照射下,只能發(fā)出頻率為12 3的三種頻率的光，且123 ，則該照射光的光子的能量為C C1Ah、2Bh、3hC C、()123hDD、目的：目的

11、：利用能級圖幫助學生理解吸利用能級圖幫助學生理解吸收光子和輻射光子的關系收光子和輻射光子的關系-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV01E2E3E4E5E2.原子核帶電帶電性性氦核流氦核流穿透穿透能力能力構成構成速度速度實質(zhì)實質(zhì)名稱名稱正正強強弱弱42HeC/10電離電離能力能力負負弱弱強強01e0.990.99C電子流電子流中中最弱最弱極強極強光子光子C光子流光子流4422XYHeAAZZ 011XYeAAZZ110011nHe Ttmm)21(0Ttmm)21(0例例.（07上海）一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的上海）一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的 、 和和 射線，由鉛盒的小孔射出，

12、在小孔外放一射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強電場。進入電鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強電場。進入電場后，射線變?yōu)閳龊?，射線變?yōu)閍、b兩束，射線兩束，射線a沿原來方向行沿原來方向行進，射線進，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線線a為為_射線，射線射線，射線b為為_射線射線。 放 射 源 帶 電 極 板 射 線 a 照 相 底 鉛 盒 鋁 箔 帶 電 極 板 射 線 b 片 例：一個原子核例：一個原子核 經(jīng)過經(jīng)過2次次衰變和衰變和3次次衰變后衰變后變成穩(wěn)定的原子核變成穩(wěn)定的原子核 。其中。其中a、c的關系的關系a=_，b、d的關系

13、是的關系是b=_。abXcdY8c 1d 2 42 23 1acbd 例：在勻強磁場中的例：在勻強磁場中的A點，有一個靜止的原子核，當點，有一個靜止的原子核，當它發(fā)生它發(fā)生 衰變時，射出的粒子及新核的運動軌跡衰變時，射出的粒子及新核的運動軌跡如圖所示。在如圖所示。在A點發(fā)生衰變時，新核的運動方向是點發(fā)生衰變時，新核的運動方向是 。衰變后，新核按。衰變后，新核按 時針方向沿圖中的軌道時針方向沿圖中的軌道 運動。若兩圓的半徑之比為運動。若兩圓的半徑之比為44:1,那末衰變前原子核內(nèi)那末衰變前原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為的質(zhì)子數(shù)為 。A關于半衰期，以下說法正確的是：A同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長

14、。B升高溫度可以使半衰期縮短。C氡的半衰期為3.8天，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個。D氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克。 核反應的類型核反應的類型人工核反應人工核反應e422349023892HThUePaTh012349123490天然放射性衰變天然放射性衰變HOHeN1117842147質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)nCHeBe101264294中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn) nPHeAl103015422713 eSiP0130143015人工放射性同位素人工放射性同位素n3KrBanU109236141561023592輕核的聚變輕核的聚變nHeHH1042312

15、1重核的裂變重核的裂變?nèi)私贪嫒私贪娼炭瓢娼炭瓢嫒私贪嫒私贪娲鸢福捍鸢福築D 1.1.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子間存原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子間存在斥力，核又很穩(wěn)定。核內(nèi)存在克服庫侖斥在斥力，核又很穩(wěn)定。核內(nèi)存在克服庫侖斥力把核子緊緊地拉在一起的力叫做力把核子緊緊地拉在一起的力叫做2.2.核力的特征核力的特征核力是強作用力核力是強作用力核力是短程力核力是短程力核力是特殊力核力是特殊力相鄰核子之間才有作用。相鄰核子之間才有作用。 由于核子間存在著強大的核力，所以核子結(jié)合成由于核子間存在著強大的核力，所以核子結(jié)合成原子核或分解為核子時，要放出或吸收能量，這原子核或分解為核子時，要放出或吸收能量，

16、這就是原子核的結(jié)合能。就是原子核的結(jié)合能。類比：類比：要使基態(tài)氫原子電離，可以讓氫原子吸收光要使基態(tài)氫原子電離，可以讓氫原子吸收光子等途徑使它得到子等途徑使它得到13.6ev13.6ev的能量，叫做氫原子的的能量，叫做氫原子的電離能。電離能。比結(jié)合能：比結(jié)合能：結(jié)合能和結(jié)合能和核子數(shù)之比。核子數(shù)之比。 比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。一重核的裂變235190136192038540 r+Xe+10n核反應堆核反應堆熱核反應熱核反應應用：應用：太陽釋放的能量主要來自熱核反應太陽釋放的能量主要來自熱核反應氫氫 彈彈可控熱核反應可控熱核反應nHeHH10423121（05北京）

17、為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005。年定為“國際物理年。對 于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2，下列說法中不正確的是AE=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B根據(jù)E=mc2可以計算核反應中釋放的核能 C一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損DE=mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能D（08北京）14一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說法正確的是B例：例： 一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個粒粒子，已知鈾核質(zhì)量

18、子，已知鈾核質(zhì)量m1=3.85313110-25kg，釷核質(zhì)量釷核質(zhì)量m2=3.78656710-25kg，粒子的粒子的質(zhì)量質(zhì)量m3=6.6467210-27kg，在這個衰變過程，在這個衰變過程中釋放出的能量是多少？（保留兩位有效數(shù)中釋放出的能量是多少？（保留兩位有效數(shù)字）字）解析：鈾核衰變成釷核時的質(zhì)量虧損m=m1 (m2+m3) =（3.8531313.7865670.0664672）10-25=9.610-30kg所釋放的能量根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2 =9.610-30(3108)2=8.710-13J根據(jù)E=mc2計算核能例：假設兩個氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應例：假設兩個氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.0136u，中子的質(zhì)量是，中子的質(zhì)量是1.0087u,氦核同位素的氦核同位素的質(zhì)量是質(zhì)量是3.0150u，則聚變的核反應方程是，則聚變的核反應方程是 ，在聚變核反應中釋放的能量為在聚變核反應中釋放的能量為 Mev。(保留保留兩位有效數(shù)