高考物理原子物理總復習課件

原子核組成高考物理原子物理總復習課件1原子的核式結構與玻爾理論一、原子的核式結構1.實驗基礎：用α粒子轟擊金箔，結果大多數(shù)α粒子穿過金箔后沿原方向前進，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，極少數(shù)α粒子偏轉角度超過90°，有的甚至被彈回.該實驗就是α粒子散射實驗.原子的核式結構與玻爾理論一、原子的核式結構22.結論：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉.原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，所以整個原子是中性的，電子繞核運動的向心力就是核對它的庫侖力.3.原子和原子核的大?。涸拥拇笮?shù)量級大約是10-10m，原子核的大小數(shù)量級在10-15～10-14m之間.2.結論：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的3二、玻爾的量子化模型

（1）經(jīng)典電磁理論對原子核式結構的解釋中認為，原子是不穩(wěn)定的，電子繞核旋轉，并不斷向外輻射電磁波，因此電子的能量不斷衰減，最終電子隕落到原子核上；事實上原子是穩(wěn)定的.（2）經(jīng)典電磁理論認為原子發(fā)射的光譜，由于原子能量逐漸衰減，因此其輻射的電磁波的頻率應當是連續(xù)的；事實上原子發(fā)生產(chǎn)生的光譜是不連續(xù)的.1.盧瑟福核式結構與經(jīng)典電磁理論的矛盾：二、玻爾的量子化模型（1）經(jīng)典電磁理論對原子核式結構的解釋中42.玻爾理論.(1)三個假設：①定態(tài)假設——原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但不向外輻射能量.②躍遷假設——原子從一種定態(tài)（設能量為E初）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為E終）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即h=E初-E終。③軌道量子化假設——原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應，原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的.2.玻爾理論.5(2)兩個公式：（了解）能級公式：原子各定態(tài)的能量叫做原子的能級，對于氫原子，其能級公式為：En=E1/n2(n=1、2、3……)軌道公式：rn=n2r1(n=1、2、3……)n為量子數(shù)，只能取正整數(shù)，En是半徑為rn的軌道的能量值，它等于核外電子在該軌道上運轉時動能和原子的電勢能總和，若規(guī)定無限遠處為零電勢點，則E1=-13.6eV.注意：量子數(shù)n=1定態(tài)，又叫基態(tài)，能量值最小，電子動能最大，電勢最??；量子數(shù)越大，能量值越大，電子動能越小，電勢能越大.例題:(2)兩個公式：（了解）例題:6練習1.原子的核式結構學說是根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（）A.光電效應B.氫原子光譜實驗C.α粒子散射實驗D.天然放射現(xiàn)象練習1.原子的核式結構學說是根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（72.盧瑟福提出的原子的核式結構學說的根據(jù)是在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)粒子（）A.全部穿過或發(fā)生很小的偏轉B.全部發(fā)生很大的偏轉C.絕大多數(shù)穿過金箔后前進方向幾乎不變，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉D.絕大多數(shù)發(fā)生偏轉，甚至被彈回2.盧瑟福提出的原子的核式結構學說的根據(jù)83.玻爾在他的原子模型中所做的假設有()A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做加速運動，但并不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核運轉的頻率3.玻爾在他的原子模型中所做的假設有()9【例1】在α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度偏轉，其原因是（A）A.原子的全部正電荷和絕大部分質量集中在原子中心一個很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負電的電子D.原子只處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中【例1】在α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度偏轉10【解析】α粒子散射實驗的意義，在于它是原子的核式結構理論建立的基礎.

答案為A.【解析】α粒子散射實驗的意義，在于它是11【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射下，只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且1＜2＜3，則該照射光的光子能量（C）A.h1；B.h2；C.h3；D.h(1+2+3)；【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射12【解析】根據(jù)玻爾理論，當處于基態(tài)的氫原子受到某單色光照射時，氫原子應吸收一個光子的能量h，從基態(tài)跳遷到某一定態(tài)，如果處于該定態(tài)的氫原子向較低定態(tài)躍遷只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，則該定態(tài)一定為第三能級，再由三種光的頻率的大小和氫原子能級關系，當有h1＜h2＜h3，而且有（h1+h2）=h3，而h3為照射光的光子能量，也為基態(tài)與第三能級間的能量差，故本題答案為C.【解析】根據(jù)玻爾理論，當處于基態(tài)的氫原子受到某單色光照射時，13【例3】估算運動員跑步時的德布羅意波的波長，說明為什么我們觀察不到運動員的波動性．【解析】設運動員的質量為60kg，該運動員跑步時速度為10m/s，則其德布羅意波的波長：=h/mv=6.63×10-34/(60×10)=1.1×10-36m；由計算結果可知，其波長太小，幾乎觀察不到.所以觀察不到宏觀的物體的波動性.【例3】估算運動員跑步時的德布羅意波的波長，14【解題回顧】觀察下列宏觀物體的波動性，是因為，波長大小，而微觀粒子的德布羅意波長較大，就較容量觀察到其波動性.【解題回顧】觀察下列宏觀物體的波動性，15【例4】α粒子散射實驗中，當α粒子最接近原子核時，α粒子符合下列的情況是（AD）A.動能最小B.勢能最小C.α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D.所受原子核的斥力最大【例4】α粒子散射實驗中，當α粒子最接近16【解析】該題所考查的是原子的核式結構、動能、電勢能、庫侖定律及能量守恒等知識點.α粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖斥力做功，動能減少電勢能增大，兩者相距最近時，動能最小，電勢能最大，總能量守恒.根據(jù)庫侖定律，距離最近時，斥力最大.綜上所述，本題答案為AD.返回:【解析】該題所考查的是原子的核式結構、返回:17原子核的組成一、天然放射性1.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了某些礦物中能發(fā)出某種看不見的射線，此射線可以穿透黑紙使照相底片感光.物質發(fā)射這種射線的性質叫放射性，具有這種性質的物質稱作放射性元素.通過研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都具有這種性質，這種能自發(fā)的放射出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象.原子核的組成一、天然放射性182.三種射線的比較：①α射線：本質是氦核流，速度約為光速的十分之一，貫穿本領弱，電離作用極強；②β射線：電子流，速度接近光速，貫穿本領強，電離作用弱；③射線：本質量波長極短的電磁波，就是光子，貫穿本領最強，電離作用最弱；2.三種射線的比較：193.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉變成為新核的過程叫原子核的衰變.①α衰變：,同時放出射線；②β衰變：，同時放出射線；3.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉變成為新核的過204．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間.剩余的原子核數(shù)和質量，N0、m0為最初原核子數(shù)和質量.半衰期由核內部的因素決定的，與原子的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)無關，即與外部條件無關.4．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時21二、原子核的組成1.原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子，質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的元素稱為同位素.使核子緊密結合在一起的力叫核力，核力是很強的短距離作用力；原子核內只有相鄰的核子間才有核力作用.二、原子核的組成222.核子的發(fā)現(xiàn).(1)發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程（1919年，盧瑟福）：.

(2)發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程（1932年，查德威克）：.

中子首先是盧瑟福預言了其存在，而小居里夫婦最先做出這一實驗，發(fā)現(xiàn)了中子，但小居里夫婦沒有注意到盧瑟福的預言，當初認為它是一種波長極短的電磁波.2.核子的發(fā)現(xiàn).23三、原子核的人工轉變1.用人工的方法使原子核發(fā)生變化叫做原子核的人工轉變，它是人們研究原子核的結構及其變化規(guī)律的有力武器.2.用人工轉變的方法得到放射性同位素，是一個重要的發(fā)現(xiàn)，放射性同位素主要有兩方面的應用：利用它的射線；作為示蹤原子.三、原子核的人工轉變243.放射性同位素的發(fā)現(xiàn)（1934年，約里奧·居里夫婦）：，而也有放射性；，其中是正電子.

4.注意：在人工轉變中，用某高速粒子去轟擊某原子核后，原子核發(fā)射出粒子和射線并轉變成新的原子核的過程中，不可認為是高速粒子從原子核中打出了粒子.3.放射性同位素的發(fā)現(xiàn)（1934年，約里奧·居里夫25練習1.下面哪些事實證明了原子核具有復雜結構()A.粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)練習1.下面哪些事實證明了原子核具有復雜結構()262.α射線的本質是()A.電子流B.高速電子流C.光子流D.高速氦核流2.α射線的本質是()273.放射性元素的半衰期是()A.質量減小一半需要的時間B.原子量減少一半需要的時間C.原子核全部衰變所需時間的一半D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間3.放射性元素的半衰期是()28【例1】經(jīng)過次衰變和次衰變，轉變成.【解析】對于衰變和衰變來說，衰變不改變質量數(shù)，所以應當先以質量數(shù)的變化來計算衰變次數(shù).原子每發(fā)生一次衰變時質量就減少4個單位，電荷數(shù)減少2個單位，而每發(fā)生一次衰變，則質量數(shù)不變，電荷數(shù)增加一個單位.【例1】經(jīng)過次衰變和次衰變，轉29質量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為：Na=(232-208)/4=6;再結合電荷數(shù)的變化確定β衰變的次數(shù)：N=【解題回顧】解決核反應方程類問題時，一定要抓住核反應中質量數(shù)和電荷數(shù)守恒這個規(guī)律，本例還要注意β衰變的特點——質量數(shù)不變.質量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為：30【例2】將天然放射性物質放入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間的中線垂直于電場方向進入電場，軌道如圖1７-2-1所示，則軌跡是射線，軌跡是射線，軌跡是射線.板帶正電，板帶負電.圖1７-2-1【例2】將天然放射性物質放入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便31【解析】由于射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②為射線.帶電粒子垂直進入勻強電場，則在勻強電場中做類平拋運動，豎直方向的位移為s=v0t,設兩板間的距離為d，則1/2D=1/2at2，a=8E/m=qU/dm,則s=，【解析】由于射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②32由此式可知s與粒子進入電場的初速度v0成正比，與粒子的荷質比q/m的平方根成反比.射線速度約為射線的1/10，而粒子的荷質比比粒子的荷質比要小的多，所以粒子的豎直方向位移要大，所以③是射線的軌跡，①是射線的軌跡.α粒子帶正電，而向A板偏移，因此A板帶負電，B板帶正電.由此式可知s與粒子進入電場的初速度v0成33【例3】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個粒子，其速度方向與磁場方向垂直，測得粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r=30∶1，如圖17-2-2所示，圖17-2-2【例3】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個粒子，34則（）A.粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反B.反沖核的原子序數(shù)為62C.原來放射性元素的原子序數(shù)為62D.反沖核與α粒子的速度之比為1∶62則（）35【解析】本題結合動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中的圓周運動等幾個知識點綜合運用；由動量守恒得：MV+mv=0，其中MV為反沖核動量，mv為粒子的動量.Q為原來放射性元素的原子核電荷數(shù)，則反沖核的電荷數(shù)為Q-2，α粒子電荷數(shù)為2.反沖核的軌跡半徑R=MV/[B（Q-2）]；粒子的軌道半徑r=mv/(2B)；綜合以上公式可得Q=62.【解析】本題結合動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中的圓周運36【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力學知識結合起來，考查學生綜合分析也是每年高考中的熱點之一。本例中要注意反沖核與α粒子的動量關系及電磁性質，體會外切圓的由來.返回【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力返回37核能一、核能1.核力：為核子間作用力.其特點為短程強引力，只在相鄰的核子間發(fā)生作用，與核子的電性無關.2.核能：核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能.獲得核能的兩個基本途徑是重核裂變和輕核聚變.核能一、核能383.質量虧損：組成原子核的核子與原子核的質量之差叫做質量虧損；需說明的是任何一個原子核的質量總是小于組成它的所有核子的質量和.4.愛因斯坦質能方程：凡具有質量的物體都具有能量，物體的質量和能量間的關系為：E=mc2；若原子核質量虧損為△m，對應釋放的能量為△E=△mc2.3.質量虧損：組成原子核的核子與原子核39注意：①核反應過程中需遵循三個守恒定律：電荷數(shù)守恒定律、質量數(shù)守恒定律和動量守恒定律；②質量虧損，并不是質量損失也不是質量消失了，因此不能說與質量守恒定律相矛盾；③不能理解為質量轉化為能量，質量和能量分別是物質的屬性之一，不能等同.注意：40二、核反應1.重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂為幾個中等質量的核的反應過程叫重核的裂變.2.鏈式反應：重核裂變時放出幾個中子，再引起其他重核裂變而使裂變反應不斷進行下去（原子彈原理）.二、核反應413.臨界體積：能發(fā)生鏈式反應的最小體積.4.反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層.5.輕核的聚變：某些輕核結合成質量較大的核的反應過程，該過程能釋放出更多的量.6.熱核反應：在極高溫度下輕核產(chǎn)生的聚變反應，為氫彈的工作原理.3.臨界體積：能發(fā)生鏈式反應的最小體積.42練習1.關于核能，下列說法中正確的是（）A.核子結合成原子核時，需吸收的能量B.核子結合成原子核時，放出的能量C.不同的核子結合成原子核時，所需吸收的能量相同D.使一個氘核分解成一個中子和一個質子時，吸收的能量是一個恒定值練習1.關于核能，下列說法中正確的是（）432.質子的質量為mp，中子的質量為mn，它們結合成質量為m的氘核，放出的能量應為()A.（mp+mn-m）c2B.(mp+mn)c2C.mc2D.(m-mp)c22.質子的質量為mp，中子的質量為mn，它們結443.關于鈾核裂變，下述說法正確的是（）A.鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩塊B.鈾核裂變時還能同時釋放2到3個中子C.為了使裂變的鏈式反應容易產(chǎn)生，最好是用純鈾235D.鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈式反應無影響3.關于鈾核裂變，下述說法正確的是（）454.下列核反應屬于裂變反應的是()A.B.C.D.4.下列核反應屬于裂變反應的是()46【例1】一個靜止的鈾238原子核放射出一個速度為1.17×106m/s的粒子，求：（1）寫出核反應方程；（2）反沖核的速度是多大；（3）在此衰變過程中，由粒子的動能變化引起的質量虧損是多少.【例1】一個靜止的鈾238原子核放射出一個47【解析】寫核反應方程要注意質量數(shù)和電荷數(shù)守恒、衰變時系統(tǒng)的動量守恒，同時，衰變過程當然也是能量轉化的過程，即由于質量虧損放出核能，這些能量在一定條件下也可轉化成其他形式的能量.（1）.【解析】寫核反應方程要注意質量數(shù)和電荷數(shù)守恒、衰變時系統(tǒng)的動48(2)核衰變的系統(tǒng)受的合外力為0，所以動量守恒，即0=mv+MV；（m、M分別代表粒子和新核的質量，v、V分別表示粒子和新核衰變后的速度），則：V=-mv/M=-2×104m/s，即新核的運動方向與α粒子的運動方向相反，所以叫做反沖核.(2)核衰變的系統(tǒng)受的合外力為0，所以動49(3)衰變前，鈾238的動能為0，衰變后系統(tǒng)的總動能增大：△E=1/2mv2+1/2MV2=1.23×10-7J，這就是由核衰變放出的能量轉化而來的，相應的質量虧損可由質能方程得：△m=△E/c2=1.37×10-31kg.(3)衰變前，鈾238的動能為0，衰變后系統(tǒng)的50【解題回顧】在討論核反應前后粒子速度或動能時，注意利用動量原理，同時應注意反應中是否有核能釋放，以及核能是否都以動能形式釋放.【解題回顧】在討論核反應前后粒子速度51【例2】太陽不斷地向外輻射能量.太陽內部存在有大量氫，在超高溫作用下氫原子被電離，互相碰撞，能使4個氫核聚變?yōu)?個氦核，同時釋放出大量能量.已知質子質量mH=1.0078u，α粒子的質量ma=4.0026u，電子質量me=0.00055u.（1）寫出該反應方程式；（2）核反應中釋放的能量為多少兆電子伏特？合多少焦耳？【例2】太陽不斷地向外輻射能量.太陽內部52【解析】根據(jù)核反應方程時質量守恒和電荷數(shù)守恒，可寫出反應方程，由質能關系和質量虧損可求出釋放的能量.（1）.(2)△m=4mH-mHe-2me=0.0275u△E=△mc2=25.6MeV=4.1×10-12J.【解析】根據(jù)核反應方程時質量守恒和電荷數(shù)守恒，可寫出反應方程53【例3】云室處在磁感應強度為B的勻強磁場中，一靜止的質量為m1的原子核在云室中發(fā)生一次衰變，粒子的質量為m2，電量為q，其運動軌跡在與磁場垂直的平面內，現(xiàn)測得粒子運動的軌道半徑R，試求在衰變過程中的質量虧損，（涉及動量問題時，質量虧損可近乎忽略）.【例3】云室處在磁感應強度為B的勻強磁場54【解析】該衰變放出的粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其軌道半徑R與運動速度v的關系，可由洛倫茲力和牛頓定律推導Bqv=m2v2/R.動量守恒定律是自然界中普遍規(guī)律，同樣適用于微觀世界，由衰變過程動量守恒：0=m2v-(m1-m2)v′;又衰變過程的能量來源于質量虧損，則有：△m2c2=1/2(m1+m2)v′2+1/2m2v2聯(lián)立解得：【解析】該衰變放出的粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其軌道55【例4】受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn)生和，同時放出200兆電子伏特的能量.現(xiàn)要建設發(fā)電能力是50萬千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料.假設核裂變釋放的能量全部被用來發(fā)電，那么一天需要純鈾235的質量為多大？【例4】受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn)56【解析】鈾235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能，計算出50萬千瓦的電站一天發(fā)出的電能，也是一天所需的鈾235釋放的核能，進而求得鈾235的質量.一天發(fā)出的電能為:E=50×107×86400=4.32×1013J;所需純鈾235的質量為m，有:E=(m/235)×6.02×1023×200×106×1.6×10-19J；可得:m=527g.【解析】鈾235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能，計算出50萬千57原子核組成高考物理原子物理總復習課件58原子的核式結構與玻爾理論一、原子的核式結構1.實驗基礎：用α粒子轟擊金箔，結果大多數(shù)α粒子穿過金箔后沿原方向前進，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，極少數(shù)α粒子偏轉角度超過90°，有的甚至被彈回.該實驗就是α粒子散射實驗.原子的核式結構與玻爾理論一、原子的核式結構592.結論：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉.原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，所以整個原子是中性的，電子繞核運動的向心力就是核對它的庫侖力.3.原子和原子核的大?。涸拥拇笮?shù)量級大約是10-10m，原子核的大小數(shù)量級在10-15～10-14m之間.2.結論：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的60二、玻爾的量子化模型

（1）經(jīng)典電磁理論對原子核式結構的解釋中認為，原子是不穩(wěn)定的，電子繞核旋轉，并不斷向外輻射電磁波，因此電子的能量不斷衰減，最終電子隕落到原子核上；事實上原子是穩(wěn)定的.（2）經(jīng)典電磁理論認為原子發(fā)射的光譜，由于原子能量逐漸衰減，因此其輻射的電磁波的頻率應當是連續(xù)的；事實上原子發(fā)生產(chǎn)生的光譜是不連續(xù)的.1.盧瑟福核式結構與經(jīng)典電磁理論的矛盾：二、玻爾的量子化模型（1）經(jīng)典電磁理論對原子核式結構的解釋中612.玻爾理論.(1)三個假設：①定態(tài)假設——原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但不向外輻射能量.②躍遷假設——原子從一種定態(tài)（設能量為E初）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為E終）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即h=E初-E終。③軌道量子化假設——原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應，原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的.2.玻爾理論.62(2)兩個公式：（了解）能級公式：原子各定態(tài)的能量叫做原子的能級，對于氫原子，其能級公式為：En=E1/n2(n=1、2、3……)軌道公式：rn=n2r1(n=1、2、3……)n為量子數(shù)，只能取正整數(shù)，En是半徑為rn的軌道的能量值，它等于核外電子在該軌道上運轉時動能和原子的電勢能總和，若規(guī)定無限遠處為零電勢點，則E1=-13.6eV.注意：量子數(shù)n=1定態(tài)，又叫基態(tài)，能量值最小，電子動能最大，電勢最??；量子數(shù)越大，能量值越大，電子動能越小，電勢能越大.例題:(2)兩個公式：（了解）例題:63練習1.原子的核式結構學說是根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（）A.光電效應B.氫原子光譜實驗C.α粒子散射實驗D.天然放射現(xiàn)象練習1.原子的核式結構學說是根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（642.盧瑟福提出的原子的核式結構學說的根據(jù)是在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)粒子（）A.全部穿過或發(fā)生很小的偏轉B.全部發(fā)生很大的偏轉C.絕大多數(shù)穿過金箔后前進方向幾乎不變，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉D.絕大多數(shù)發(fā)生偏轉，甚至被彈回2.盧瑟福提出的原子的核式結構學說的根據(jù)653.玻爾在他的原子模型中所做的假設有()A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做加速運動，但并不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核運轉的頻率3.玻爾在他的原子模型中所做的假設有()66【例1】在α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度偏轉，其原因是（A）A.原子的全部正電荷和絕大部分質量集中在原子中心一個很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負電的電子D.原子只處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中【例1】在α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度偏轉67【解析】α粒子散射實驗的意義，在于它是原子的核式結構理論建立的基礎.

答案為A.【解析】α粒子散射實驗的意義，在于它是68【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射下，只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且1＜2＜3，則該照射光的光子能量（C）A.h1；B.h2；C.h3；D.h(1+2+3)；【例2】處于基態(tài)的氫原子在某單色光的照射69【解析】根據(jù)玻爾理論，當處于基態(tài)的氫原子受到某單色光照射時，氫原子應吸收一個光子的能量h，從基態(tài)跳遷到某一定態(tài)，如果處于該定態(tài)的氫原子向較低定態(tài)躍遷只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，則該定態(tài)一定為第三能級，再由三種光的頻率的大小和氫原子能級關系，當有h1＜h2＜h3，而且有（h1+h2）=h3，而h3為照射光的光子能量，也為基態(tài)與第三能級間的能量差，故本題答案為C.【解析】根據(jù)玻爾理論，當處于基態(tài)的氫原子受到某單色光照射時，70【例3】估算運動員跑步時的德布羅意波的波長，說明為什么我們觀察不到運動員的波動性．【解析】設運動員的質量為60kg，該運動員跑步時速度為10m/s，則其德布羅意波的波長：=h/mv=6.63×10-34/(60×10)=1.1×10-36m；由計算結果可知，其波長太小，幾乎觀察不到.所以觀察不到宏觀的物體的波動性.【例3】估算運動員跑步時的德布羅意波的波長，71【解題回顧】觀察下列宏觀物體的波動性，是因為，波長大小，而微觀粒子的德布羅意波長較大，就較容量觀察到其波動性.【解題回顧】觀察下列宏觀物體的波動性，72【例4】α粒子散射實驗中，當α粒子最接近原子核時，α粒子符合下列的情況是（AD）A.動能最小B.勢能最小C.α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D.所受原子核的斥力最大【例4】α粒子散射實驗中，當α粒子最接近73【解析】該題所考查的是原子的核式結構、動能、電勢能、庫侖定律及能量守恒等知識點.α粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖斥力做功，動能減少電勢能增大，兩者相距最近時，動能最小，電勢能最大，總能量守恒.根據(jù)庫侖定律，距離最近時，斥力最大.綜上所述，本題答案為AD.返回:【解析】該題所考查的是原子的核式結構、返回:74原子核的組成一、天然放射性1.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了某些礦物中能發(fā)出某種看不見的射線，此射線可以穿透黑紙使照相底片感光.物質發(fā)射這種射線的性質叫放射性，具有這種性質的物質稱作放射性元素.通過研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都具有這種性質，這種能自發(fā)的放射出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象.原子核的組成一、天然放射性752.三種射線的比較：①α射線：本質是氦核流，速度約為光速的十分之一，貫穿本領弱，電離作用極強；②β射線：電子流，速度接近光速，貫穿本領強，電離作用弱；③射線：本質量波長極短的電磁波，就是光子，貫穿本領最強，電離作用最弱；2.三種射線的比較：763.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉變成為新核的過程叫原子核的衰變.①α衰變：,同時放出射線；②β衰變：，同時放出射線；3.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉變成為新核的過774．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間.剩余的原子核數(shù)和質量，N0、m0為最初原核子數(shù)和質量.半衰期由核內部的因素決定的，與原子的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)無關，即與外部條件無關.4．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時78二、原子核的組成1.原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子，質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的元素稱為同位素.使核子緊密結合在一起的力叫核力，核力是很強的短距離作用力；原子核內只有相鄰的核子間才有核力作用.二、原子核的組成792.核子的發(fā)現(xiàn).(1)發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程（1919年，盧瑟福）：.

(2)發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程（1932年，查德威克）：.

中子首先是盧瑟福預言了其存在，而小居里夫婦最先做出這一實驗，發(fā)現(xiàn)了中子，但小居里夫婦沒有注意到盧瑟福的預言，當初認為它是一種波長極短的電磁波.2.核子的發(fā)現(xiàn).80三、原子核的人工轉變1.用人工的方法使原子核發(fā)生變化叫做原子核的人工轉變，它是人們研究原子核的結構及其變化規(guī)律的有力武器.2.用人工轉變的方法得到放射性同位素，是一個重要的發(fā)現(xiàn)，放射性同位素主要有兩方面的應用：利用它的射線；作為示蹤原子.三、原子核的人工轉變813.放射性同位素的發(fā)現(xiàn)（1934年，約里奧·居里夫婦）：，而也有放射性；，其中是正電子.

4.注意：在人工轉變中，用某高速粒子去轟擊某原子核后，原子核發(fā)射出粒子和射線并轉變成新的原子核的過程中，不可認為是高速粒子從原子核中打出了粒子.3.放射性同位素的發(fā)現(xiàn)（1934年，約里奧·居里夫82練習1.下面哪些事實證明了原子核具有復雜結構()A.粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)練習1.下面哪些事實證明了原子核具有復雜結構()832.α射線的本質是()A.電子流B.高速電子流C.光子流D.高速氦核流2.α射線的本質是()843.放射性元素的半衰期是()A.質量減小一半需要的時間B.原子量減少一半需要的時間C.原子核全部衰變所需時間的一半D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間3.放射性元素的半衰期是()85【例1】經(jīng)過次衰變和次衰變，轉變成.【解析】對于衰變和衰變來說，衰變不改變質量數(shù)，所以應當先以質量數(shù)的變化來計算衰變次數(shù).原子每發(fā)生一次衰變時質量就減少4個單位，電荷數(shù)減少2個單位，而每發(fā)生一次衰變，則質量數(shù)不變，電荷數(shù)增加一個單位.【例1】經(jīng)過次衰變和次衰變，轉86質量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為：Na=(232-208)/4=6;再結合電荷數(shù)的變化確定β衰變的次數(shù)：N=【解題回顧】解決核反應方程類問題時，一定要抓住核反應中質量數(shù)和電荷數(shù)守恒這個規(guī)律，本例還要注意β衰變的特點——質量數(shù)不變.質量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為：87【例2】將天然放射性物質放入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間的中線垂直于電場方向進入電場，軌道如圖1７-2-1所示，則軌跡是射線，軌跡是射線，軌跡是射線.板帶正電，板帶負電.圖1７-2-1【例2】將天然放射性物質放入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便88【解析】由于射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②為射線.帶電粒子垂直進入勻強電場，則在勻強電場中做類平拋運動，豎直方向的位移為s=v0t,設兩板間的距離為d，則1/2D=1/2at2，a=8E/m=qU/dm,則s=，【解析】由于射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②89由此式可知s與粒子進入電場的初速度v0成正比，與粒子的荷質比q/m的平方根成反比.射線速度約為射線的1/10，而粒子的荷質比比粒子的荷質比要小的多，所以粒子的豎直方向位移要大，所以③是射線的軌跡，①是射線的軌跡.α粒子帶正電，而向A板偏移，因此A板帶負電，B板帶正電.由此式可知s與粒子進入電場的初速度v0成90【例3】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個粒子，其速度方向與磁場方向垂直，測得粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r=30∶1，如圖17-2-2所示，圖17-2-2【例3】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個粒子，91則（）A.粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反B.反沖核的原子序數(shù)為62C.原來放射性元素的原子序數(shù)為62D.反沖核與α粒子的速度之比為1∶62則（）92【解析】本題結合動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中的圓周運動等幾個知識點綜合運用；由動量守恒得：MV+mv=0，其中MV為反沖核動量，mv為粒子的動量.Q為原來放射性元素的原子核電荷數(shù)，則反沖核的電荷數(shù)為Q-2，α粒子電荷數(shù)為2.反沖核的軌跡半徑R=MV/[B（Q-2）]；粒子的軌道半徑r=mv/(2B)；綜合以上公式可得Q=62.【解析】本題結合動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中的圓周運93【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力學知識結合起來，考查學生綜合分析也是每年高考中的熱點之一。本例中要注意反沖核與α粒子的動量關系及電磁性質，體會外切圓的由來.返回【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力返回94核能一、核能1.核力：為核子間作用力.其特點為短程強引力，只在相鄰的核子間發(fā)生作用，與核子的電性無關.2.核能：核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能.獲得核能的兩個基本途徑是重核裂變和輕核聚變.核能一、核能953.質量虧損：組成原子核的核子與原子核的質量之差叫做質量虧損；需說明的是任何一個原子核的質量總是小于組成它的所有核子的質量和.4.愛因斯坦質能方程：凡具有質量的物體都具有能量，物體的質量和能量間的關系為：E=mc2；若原子核質量虧損為△m，對應釋放的能量為△E=△mc2.3.質量虧損：組成原子核的核子與原子核96注意：①核反應過程中需遵循三個守恒定律：電荷數(shù)守恒定律、質量數(shù)守恒定律和動量守恒定律；②質量虧損，并不是質量損失也不是質量消失了，因此不能說與質量守恒定律相矛盾；③不能理解為質量轉化為能量，質量和能量分別是物質的屬性之一，不能等同.注意：97二、核反應1.重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂為幾個中等質量的核的反應過程叫重核的裂變.2.鏈式反應：重核裂變時放出幾個中子，再引起其他重核裂變而使裂變反應不斷進行下去（原子彈原理）.二、核反應983.臨界體積：能發(fā)生鏈式反應的最小體積.4.反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層.5.輕核的聚變：某些輕核結合成質量較大的核的反應過程，該過程能釋放出更多的量.6.熱核反應：在極高溫度下輕核產(chǎn)生的聚變反應，為氫彈的工作原理.3.臨界體積：能發(fā)生鏈式反應的最小體積.99練習1.關于核能，下列說法中正確的是（）A.核子結合成原子核時，需吸收的能量B.核子結合成原子核時，放出的能量C.不同的核子結合成原子核時，所需吸收的能量相同D.使一個氘核分解成一個中子和一個質子時，吸收的能量是一個恒定值練習1.關于核能，下列說法中正確的是（）1002.質子的質量為mp，中子的質量為mn，它們結合成質量為m的氘核，放出的能量應為()A.（mp+mn-m）c2B.(mp+mn)c2C.mc2D.(m-mp)c22.質子的質量為mp，中子的質量為mn，它們結1013.關于鈾核裂變，下述說法正確的是（）A.鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩塊B.鈾核裂變時還能同時釋放2到3個中子C.為了使裂變的鏈式反應容易產(chǎn)生，最好是用純鈾235D.鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈式反應無影響3.關于鈾核裂變，下述說法正確的是（）1024.下列核反應屬于裂變反應的是()A.B.C.D.4.下列核反應屬于裂變反應的是()103【例1】一個靜止的鈾238原子核放射出一個速度為1.17×106m/s的粒子，求：（1）寫出核反應方程；（2）反沖