高三物理下學期原子和原子核物理

專題二原子和原子核１、粒子散射實驗，原子的核式結構。Ａ２、氫原子的能級結構，氫原子的電子云，光子的發(fā)射和吸收。A３、天然放射現(xiàn)象，射線，半衰期。A４、質子的發(fā)現(xiàn)，中子的發(fā)現(xiàn)，原子核的組成。A５、核能，質量虧損，愛因斯坦的質能方程。A６、重核的裂變，鏈式反響，輕核的聚變。A７、核反響堆，放射型污染核防護。A注：不要求計算有關半衰期的問題。1.實驗根底：α粒子散射實驗.〔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.一、原子的核式結構〔1〕α粒子散射實驗結果：絕大多數(shù)粒子沿原方向前進，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉。〔2〕原子的核式結構模型：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的質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉．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.這些狀態(tài)叫定態(tài)．2.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設：①定態(tài)假設——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.

2.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設：②躍遷假設——①定態(tài)假設——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.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設：②躍遷假設——①定態(tài)假設——③軌道量子化假設——在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，各狀態(tài)對應的能量也是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值叫做能級。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，假設規(guī)定無限遠處為零電勢點，那么E1=-13.6eV.(2)兩個公式：1.第一次發(fā)現(xiàn)電子的科學家是，他提出了原子模型.2.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)象湯姆生棗糕式C2.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C3.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ABC二、原子核的組成核力1.原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子。２.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.３.核子的發(fā)現(xiàn).(1)發(fā)現(xiàn)質子的核反響方程〔1919年，盧瑟?！常?2)發(fā)現(xiàn)中子的核反響方程〔1932年，查德威克〕：

中子首先是盧瑟福預言了其存在，而居里夫婦最先做出這一實驗，發(fā)現(xiàn)了中子，但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.三、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.2.三種射線：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。注：這三種射線可以用磁場和電場加以區(qū)別

＋＋＋＋＋＋－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋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；衰變規(guī)律：衰變中的電荷數(shù)和質量數(shù)都是守恒的。典型衰變：

③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.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、同位素：具有相同質子數(shù)，中子數(shù)不同的原子在元素周期表中處于同一位置，互稱同位素。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)B2.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D4.有關科學家和涉及的事實，正確的說法是〔〕A.居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)了正電子B.盧瑟福的原子結構學說成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象C.麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，赫茲用實驗方法給予了證實D.玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象3.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DAC核反應核能質能方程1、放射性元素經(jīng)過——————次衰變和————次衰變后變成了穩(wěn)定的元素64課前熱身2.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)B一、核能1.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.獲得核能的兩個根本途徑是重核裂變和輕核聚變.2.質量虧損：組成原子核的核子質量之和與原子核的質量之差叫做質量虧損；注:任何一個原子核的質量總是小于組成它的所有核子質量之和.3.愛因斯坦質能方程：①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=mc2②假設原子核質量虧損為△m，對應釋放的能量為△E=△mc2.在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質量單位的質量跟931.5MeV的能量相對應。而1eV=1.610-19J4.注意：①核反響過程中需遵循三個守恒律：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.二、核反響1.重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂成中等質量的核，同時釋放出核能的反響，叫重核的裂變。

(1)鏈式反響：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響不斷進行下去〔原子彈原理〕。為使裂變的鏈式反響容易發(fā)生，最好利用鈾235.(2)臨界體積：能發(fā)生鏈式反響的最小體積.(3)反響堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層.2.輕核的聚變：某些輕核結合成質量較大的核，同時釋放出更多核能的反響，叫輕核的聚變。聚變反響釋放的能量比裂變釋放的能量更多?！残枰獛装偃f度高溫〕3.熱核反響：在極高溫度下輕核產(chǎn)生的聚變反響，為氫彈的工作原理.1.關于核能，以下說法中正確的選項是〔〕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，能放出的能量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BD練習2.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)c2A3.以下核反響屬于裂變反響的是()A.B.C.D.D衰變衰變人工核轉變裂變4.質子、中子和氘核的質量分別為ｍ１、ｍ２、ｍ３，質子和中子結合成氘核時，發(fā)出γ射線，普朗克恒量為ｈ，真空中光速為ｃ，那么γ射線的頻率υ＝______．解析：質子和中子結合成氘核：這個核反應的質量虧損為：根據(jù)愛因斯坦質能方程：此核反應放出的能量：以γ射線形式放出，5.有一物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與研究對現(xiàn)代社會的開展產(chǎn)生了重大的影響：它改變了原有的能源結構，改變了國家間軍事斗爭的策略，給人類帶來了喜也帶來了憂。這一發(fā)現(xiàn)指的是〔〕A.電磁波的發(fā)現(xiàn)B.X射線的發(fā)現(xiàn)C.重核的裂變的發(fā)現(xiàn)D.輕核的聚變的發(fā)現(xiàn)C6.太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質子聚變?yōu)?個氦核的熱核反響，這種核反響釋放的大量能量就是太陽的能源?！?〕寫出這個核反響方程———————————〔2〕這種熱核反響我們稱為〔〕A.聚變B.裂變C.衰變D.鏈式反響A海南房地產(chǎn)網(wǎng)qsz40nts美碗碟杯子什么的。然后，他就高快樂興地趕來“南北小飯莊〞接耿正兄妹三人了。那日近午，四個鄰家女人一如往常高快樂興地做完了上午的定點幫工以后要告辭走了，耿正給她們結算清了當月的工錢，并且真誠地謝過她們，然后對她們說：“三位大嫂你們可以走了，回去忙自家的事情去吧！張嬸兒您等一下！〞三位大嫂戀戀不舍地述說一些家長里短的話，就各自回家去了。耿正對張老大的婆姨說：“張嬸兒，我們今兒個下午就要走了。你回去說給張叔，等過午了客人們都散了以后，就帶孩子們過來，咱們一起吃個飯。還有啊，我妹妹說了，要親自帶你做一次大雜燴菜，煮幾鍋水餃呢！你說給張叔以后，就趕快過來吧！〞張家婆姨聽了，真正喜出望外，快樂地說：“一起吃飯就免了，但這手藝啊，我可是一定要學的！〞耿正笑了，說：“飯也一定要吃的！你快去告訴張叔吧，這大雜燴菜馬上就該做了呢！〞那日過午后，送走了最后一名高快樂興吃完午飯的客人后，耿正兄妹三人就在這個自己苦心經(jīng)營了近三年的“南北小飯莊〞里，用景德鎮(zhèn)上的人們最喜歡吃的水餃和大雜燴菜，款待這位即將與他們聯(lián)手創(chuàng)業(yè)經(jīng)營絲綢生意的李老鄉(xiāng)，同時也為自己餞行。加上對門兒張老大一家人，熱熱鬧鬧地坐了滿滿一大桌。飯后，耿正和張老大一起去請那位做中人的老者。耿英幫著張家婆姨細心地把所有的鍋碗瓢盆兒收拾洗刷干凈。耿直幫著張家大兒子把所有的桌椅臺面仔仔細細地擦洗一遍。李老鄉(xiāng)那么給大騾子喂足草料，飲一些水，然后坐在一旁耐心地等著。德高望重的老者爽快地帶著兩份契約和附約來了。就在“南北小飯莊〞的柜臺上，耿正、張老大和老者都在轉讓契約和秘訣附約的相應位置上簽寫上自己的名字，按上手印。然后，張老大按照轉讓契約和秘訣附約的規(guī)定，將轉接/購置金如數(shù)交給耿正。耿正將宅店的房產(chǎn)契約和所有的鑰匙，以及各種餃子餡兒配方秘訣和全部制作程序的手寫本全部交給了張老大。捧銀謝過并送走可敬的老者后，耿正和耿英把所有的細軟打包在兩個不起眼的舊衣服包裹中，