高考物理大一轮复习：原子与原子核氢原子光谱课件.ppt

,第十四章 选修35,第3讲 原子与原子核 氢原子光谱,卢瑟福,绝大多数,少数,正电荷,质量,3. 线状谱和连续谱：光谱是一条条分立的_，称为线状谱光谱是连在一起的_，称为连续谱 4. 原子的特征谱线：各种原子的发射光谱都是_不同原子的线状谱_，我们把这些不同的谱线称为原子的_利用原子的特征谱线分析物质的方法称为_,亮线,光带,线状谱,不同,特征谱线,光谱分析,5. 玻尔原子理论的两个内容：(1) 轨道量子化与定态原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动原子的定态是_，因而电子的轨道是_化的原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是_的，这些状态叫_(2) 频率条件原子从一种定态_到另一定态时，它辐射(或吸收)_频率的光子，光子的能量由这两个定态的_决定，即h_.,不连续的,量子,稳定,定态,跃迁,一定,能量差,6. 能级：原子在各个_时所具有的能量原子处于最低能级时，电子处在离核最近的轨道上，这种定态叫_，其他定态叫_电子离核越远原子所对应的能量越_，通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的一般情况下我们可以通过_来形象描述跃迁过程 7. 放射性：物质发射某种看不见的_的性质 8. 放射性元素：具有_性的元素 9. 天然放射现象：元素具有_放出射线的现象放出射线的种类：_射线、_射线、_射线,定态,基态,激发态,大,能级图,射线,放射,自发地,10. 原子核的衰变：衰变：放出_的衰变衰变：放出_的衰变射线是伴随着、衰变同时产生的 11. 半衰期：放射性元素的原子核有_发生衰变需要的时间放射性元素的半衰期描述的是_规律放射性元素衰变的快慢是由_的因素决定的，跟原子所处的_和_都没有关系 12. 原子核的组成：原子核由_(符号p)和_(符号n)组成，统称为_质子所带总电荷量就是_，而且在数值上还等于_,粒子,粒子,半数,统计,核内部自身,化学状态,外部条件,质子,中子,核子,原子核所带电荷量,核外电子的电荷量,13. 核力的特点：(1) 核力是_的一种表现(2) 核力是_(3) 核力存在于相邻_之间 14. 结合能：原子核越大，结合能越_它的_与_之比，叫做比结合能，也叫_比结合能越大，表示原子核中核子结合得越_，原子核越_ 15. 核反应：原子核在其他粒子轰击下产生_的过程核反应中释放的能量叫做_ 16. 质量亏损：核反应中质量_的现象 17. 质能方程：物体具有的能量与质量成_，即E_.,强相互作用,短程力,核子,高,结合能,核子数,平均结合能,牢固,稳定,新的原子核,核能,变小,正比,18. 链式反应：由重核裂变产生的_使裂变反应一代接一代继续下去的过程通常把裂变物质能够产生链式反应的最小体积叫它的_，相应的质量叫做_,中子,临界体积,临界质量,较小,3,较大,氢原子光谱及原子跃迁,(2) 原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差 (3) 当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能 (4) 实物粒子和原子碰撞情况： 由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能级之差，也可以使原子受激发而向较高能级跃迁,典题演示1 (2016南通、泰州、扬州、淮安二模)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱的研究是探索原子结构的一条重要途径关于氢原子光谱、氢原子能级和氢原子核外电子的运动，下列说法中正确的是( ) A. 氢原子巴耳末线系谱线是包含从红外到紫外的线状谱 B. 氢原子光谱的不连续性，表明氢原子的能级是不连续的 C. 氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是相同的 D. 氢光谱管内气体导电发光是热辐射现象 【解析】巴耳末系谱线是可见光的线状谱，A项错误；原子的能级是不连续的，B项正确；氢原子的电子处于低能级的概率大，C项错误；气体导电发光是电离现象，D项错误,B,典题演示2 (2016苏北四市三模)如图所示为氢原子的能级图，n为量子数若氢原子由n3跃迁到n2的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，则一群处于n4的氢原子在向基态跃迁时，产生的光子中有_种频率的光子能使该金属产生光电效应，其中光电子的最大初动能Ekm_eV.,5,10.86,【解析】 氢原子从第3能级向第2能级时，发出光子的能量为1.89eV，从第4能级向基态跃迁发出6种频率的光子，其中光子能量大于或等于1.89eV的有5种从第4能级直接跃迁到基态的光子产生光电效应时，对应的最大初动能最大，为EkhW0(E4E1)(E3E2)10.86eV.,1. 三种射线的性质,原子核的衰变,2. 衰变规律及实质 (1) 两种衰变的比较,(2) 射线：射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子,CD,典题演示4 (2015山东卷)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700 y已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法中正确的是( ) A. 该古木的年代距今约为5 700 y B. 12C、13C、14C具有相同的中子数 C. 14C衰变为14N的过程中放出射线 D. 增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变,AC,【解析】 因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700 y，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误故选A、C.,1. 核反应的四种类型,核反应方程与核能的计算,2. 书写核反应方程的注意点： (1) 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接 (2) 核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程 (3) 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒遵循电荷数守恒,3. 核能计算 (1) 核能的计算方法： 根据Emc2计算，计算时m的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，E的单位是“J” 根据Em931.5 MeV计算因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时m的单位是“u”，E的单位是“MeV” 根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能核子比结合能核子数,(2) 获得核能的途径： 重核裂变：a.裂变过程中能够放出巨大的能量b.裂变的同时能够放出23(或更多)个中子c.裂变的产物不是唯一的对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小 轻核聚变：a.聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍b.聚变反应比裂变反应更剧烈c.对环境污染较少d.自然界中聚变反应原料丰富,典题演示5 (2016南京最后一卷)太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，其核反应方程为_；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为_,典题演示6 (2016南通一模)一静止的钚核发生衰变后放出一个粒子变成铀核已知钚核质量为m1，粒子质量为m2，铀核质量为m3，光在真空中的传播速度为c. (1)如果放出的粒子的速度大小为v，求铀核的速度大小v. (2)求此衰变过程中释放的总能量 【答案】 (m1m2m3)c2,典题演示7 (2016南京三模)静止的原子核X，自发发生反应XYZ，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的光子，光子的能量均为E.已知X、Y、Z的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，求： (1) 反应放出的核能E. 【答案】 (m1m2m3)c2 (2) 新核Y的动能EkY.,1. (2016盐城三模)如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，下列对这三条谱线的描述中正确的是( ) A. 乙谱线光子能量最大 B. 甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的 C. 丙谱线是电子在两个激发态间跃迁发出的 D. 每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率,C,【解析】 甲的波长最短，频率最大，光子的能量最大，A项错误；只有从高能级往低能级跃迁才会发出光子，B项错误；丙谱线对应的光子能量在三条谱线中最小，不会是激发态向基态跃迁时形成的，C项正确；光谱不能用经典电磁理论来解释，D项错误,2. (2015无锡一模)下列关于原子结构和原子核的说法中，错误的是( ),A. 卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B. 天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线 C. 由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能 D. 由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量,D,【解析】 射线不带电，在磁场中不偏转，B项正确；原子核D和E聚变成原子核F时有质量亏损，放出核能，D项错误,AD,BD,6. (2016淮安5月模拟)氢原子的能级图如图所示，现有一群处于n4能级上的氢原子，要使它们回到n2能级过