高中物理原子與原子核知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高中物理原子與原子核知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(必修三) 載自：搜高考網(wǎng)原子、原子核

這一章雖然不是重點(diǎn),但是高考選擇題也會(huì)涉及到,其實(shí)只要記住模型和方程式,就不會(huì)在做題上出錯(cuò),下面的一些總結(jié)希望對(duì)大家有所幫助.盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說,玻爾把量子說引入到核式結(jié)構(gòu)模型之中,建立了以下三個(gè)假說為主要內(nèi)容的玻爾理論.認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)是認(rèn)識(shí)原子核結(jié)構(gòu)的突破點(diǎn).裂變和聚變是獲取核能的兩個(gè)重要途徑.裂變和聚變過程中釋放的能量符合愛因斯坦質(zhì)能方程。整個(gè)知識(shí)體系，可歸結(jié)為：兩模型(原子的核式結(jié)構(gòu)模型、波爾原子模型)；六子(電子、質(zhì)子、中子、正電子、粒子、光子)；四變(衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變)；兩方程(核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程)。4條守恒定律(電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒)貫串全章。1.湯姆生模型(棗糕模型)湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。從而打開原子的大門.2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(行星式模型)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)象,從而總結(jié)出核式結(jié)構(gòu)學(xué)說α粒子散射實(shí)驗(yàn)是用α粒子轟擊金箔，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn).這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)是10-15m。而核式結(jié)構(gòu)又與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾：①原子是否穩(wěn)定,②其發(fā)出的光譜是否連續(xù)3.玻爾模型(引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù))玻爾補(bǔ)充三條假設(shè)⑴定態(tài)--原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)(稱為定態(tài)),電子雖然繞核運(yùn)轉(zhuǎn),但不會(huì)向外輻射能量。(本假設(shè)是針對(duì)原子穩(wěn)定性提出的)⑵躍遷--原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài),要輻射(或吸收)一定頻率的光子(其能量由兩定態(tài)的能量差決定)(本假設(shè)針對(duì)線狀譜提出)()輻射(吸收)光子的能量為hf＝E初-E末氫原子躍遷的光譜線問題[一群氫原子可能輻射的光譜線條數(shù)為]。

(即：光子和原于作用而使原子電離)2光子能量小于電子躍遷到無窮遠(yuǎn)處(電離)需要的能量時(shí),則只有能量等于兩個(gè)能級(jí)差的光子才能被吸收。(受躍遷條件限：只適用于光于和原于作用使原于在各定態(tài)之間躍遷的情況)。⑤氫原子吸收外來電子能量時(shí)——可以部分吸收外來碰撞電子的能量（實(shí)物粒子作用而使原子激發(fā)）。因此，能量大于某兩個(gè)能級(jí)差的電子均可被氫原子吸收，從而使氫原子躍遷。E51=13.06

E41=12.75

E31=12.09

E21=10.2；

(有規(guī)律可依)E52=2.86

E42=2.55

E32=1.89；

E53=0.97

E43=0.66；

E54=0.31⑶玻爾理論的局限性。由于引進(jìn)了量子理論（軌道量子化和能量量子化），玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。氫原子在n能級(jí)的動(dòng)能、勢(shì)能，總能量的關(guān)系是：EP=－2EK，E=EK+EP=－EK。(類似于衛(wèi)星模型)由高能級(jí)到低能級(jí)時(shí)，動(dòng)能增加，勢(shì)能降低，且勢(shì)能的降低量是動(dòng)能增加量的2倍，故總能量(負(fù)值)降低。量子數(shù)

1.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。核變化從貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始衰變(用電磁場研究)：2.各種放射線的性質(zhì)比較種

類本

質(zhì)電離性貫穿性α射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住β射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板γ射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版三種射線在勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較：四種核反應(yīng)類型(衰變,人工核轉(zhuǎn)變,重核裂變,輕核驟變)⑴衰變：α衰變：(實(shí)質(zhì)：核內(nèi))α衰變形成外切(同方向旋)，

β衰變：(實(shí)質(zhì)：核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變成了質(zhì)子和中子)β衰變形成內(nèi)切(相反方向旋)，且大圓為α、β粒子徑跡。

+β衰變：（核內(nèi)）

γ衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。⑵人工轉(zhuǎn)變：(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng))(盧瑟福)用α粒子轟擊氮核,并預(yù)言中子的存在

(發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng))(查德威克)釙產(chǎn)生的α射線轟擊鈹

(人工制造放射性同位素)正電子的發(fā)現(xiàn)(約里奧居里和伊麗芙居里夫婦)α粒子轟擊鋁箔⑶重核的裂變：

在一定條件下(超過臨界體積)，裂變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。⑷輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。）

核能計(jì)算方法有三：①由(△m單位為“kg”)計(jì)算；②由△E=931.5△m(△m單位為“u”)計(jì)算；③借助動(dòng)量守恒和能量守恒計(jì)算。2.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(shí)間叫半衰期。（對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律）計(jì)算式為：N表示核的個(gè)數(shù)，此式也可以演變成

或，式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量，n表示單位時(shí)間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時(shí)間t后的剩余量。半衰期(由核內(nèi)部本身的因素決定,與物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān))、

同位素等重要概念

放射性標(biāo)志3.放射性同位素的應(yīng)用⑴利用其射線：α射線電離性強(qiáng),用于使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng),可用于金屬探傷,也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變,可用于生物工程，基因工程。⑵作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。⑶進(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，