导学教程高考物理总复习 动量守恒定律 原子与原子核 第三节 原子结构与原子核课件 新人教版选修35.ppt

第三节原子结构与原子核 主干回顾 卢瑟福 线 n2r1 电子 质子 质子 核内 重核 轻核 1 判断下列说法的正误 1 原子光谱是不连续的 是由若干频率的光组成的 2 电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 3 原子的能量量子化现象是指原子的能量状态是不连续的 4 射线是光子流 自我检测 5 原子核是由质子和中子组成的 6 半衰期是一个统计规律 对少数原子核不适用 7 人造放射性同位素被广泛地应用 8 核力是弱相互作用力 2 一个氢原子从n 3能级跃迁到n 2能级 该氢原子a 放出光子 能量增加b 放出光子 能量减少c 吸收光子 能量增加d 吸收光子 能量减少答案b 3 2016 长沙模拟 图3 1 1甲是 三种射线穿透能力的示意图 图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图 图乙中检查所利用的射线是图3 1 1 a 射线b 射线c 射线d 三种射线都可以答案c 答案bd 考点一原子的核式结构1 汤姆孙原子模型 1 电子的发现 1897年 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 电子的发现证明了原子是可再分的 2 汤姆孙原子模型 原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中 而带负电的电子则一粒粒镶嵌在球内 2 粒子散射实验 1 粒子散射实验装置图3 1 2 2 粒子散射实验的结果 绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进 但少数 粒子穿过金箔后发生了大角度偏转 极少数 粒子甚至被 撞了回来 3 原子的核式结构模型 1 粒子散射实验结果分析 核外电子不会使 粒子的速度发生明显改变 汤姆孙模型不能解释 粒子的大角度散射 绝大多数 粒子沿直线穿过金箔 说明原子中绝大部分是空的 少数 粒子发生较大角度偏转 反映了原子内部集中存在着对 粒子有斥力的正电荷 极少数 粒子甚至被 撞了回来 反映了个别 粒子正对着质量比 粒子大得多的物体运动时 受到该物体很大的斥力作用 2 原子的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核 叫原子核 原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里 带负电的电子在核外绕核旋转 3 核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释 粒子散射实验现象 但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性 考向对 粒子散射实验的认识 例1 2013 福建理综 在卢瑟福 粒子散射实验中 金箔中的原子核可以看作静止不动 下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹 其中正确的是 填选图下方的字母 解析 金箔中的原子核与 粒子都带正电 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用 a d错误 由原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件 知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方 选项b错 c对 答案 c 考点二氢原子能级及能级跃迁1 对氢原子能级图的理解 1 能级图如图3 1 3所示 图3 1 3 2 能级图中相关量意义的说明 考向对能级跃迁的理解和计算 例2 如图3 1 4所示为氢原子能级示意图 现有大量的氢原子处于n 4的激发态 当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光 下列说法正确的是图3 1 4 a 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光b 由n 2能级跃迁到n 1能级产生的光频率最小c 由n 4能级跃迁到n 1能级产生的光最容易表现出衍射现象d 用n 2能级跃迁到n 1能级辐射出的光照射逸出功为6 34ev的金属铂能发生光电效应 答案 d 2 入射光子和入射电子的区别 若是在光子的激发下引起原子跃迁 则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差 若是在电子的碰撞下引起的跃迁 则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差 两种情况有所区别 考点三原子核的衰变规律1 衰变规律及实质 1 两种衰变的比较 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程a a 4n z z 2n m 2 确定衰变次数 因为 衰变对质量数无影响 先由质量数的改变确定 衰变的次数 然后再根据衰变规律确定 衰变的次数 3 半衰期的适用条件 半衰期是一个统计规律 是对大量的原子核衰变规律的总结 对于一个特定的原子核 无法确定何时发生衰变 考向1对射线性质的认识 例3 2015 重庆理综 图3 1 5中曲线a b c d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹 气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里 以下判断可能正确的是 图3 1 5a a b为 粒子的径迹b a b为 粒子的径迹c c d为 粒子的径迹d c d为 粒子的径迹 解析 粒子不带电 不会发生偏转 故b错 由左手定则可判定 a b粒子带正电 c d粒子带负电 又知 粒子带正电 粒子带负电 故a c均错 d正确 答案 d 考点四核反应方程与核能1 核反应的四种类型 3 对质能方程的理解 1 一定的能量和一定的质量相联系 物体的总能量和它的质量成正比 即e mc2 方程的含义 物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系 物体的能量增大 质量也增大 物体的能量减少 质量也减少 2 核子在结合成原子核时出现质量亏损 m 其能量也要相应减少 即 e mc2 3 原子核分解成核子时要吸收一定的能量 相应的质量增加 m 吸收的能量为 e mc2 4 核能的计算方法 1 根据 e mc2计算 计算时 m的单位是 kg c的单位是 m s e的单位是 j 2 根据 e m 931 5mev计算 因1原子质量单位 u 相当于931 5mev的能量 所以计算时 m的单位是 u e的单位是 mev 3 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 解析 1 e是查德威克发现中子的核反应方程 a是研究氢弹 b是研究原子弹的核反应方程 2 由电荷数守恒和质量数守恒可以判定x质量数为144 电荷数为56 所以中子数为 144 56 88 3 衰变是原子核自发地放出 粒子或 粒子的反应 c是 衰变 d是 衰变 e是人工控制的原子核的变化 属人工转变 裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应 b是裂变 聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应 a是聚变 答案 1 eba 2 14488 3 a 聚变b 裂变c 衰变d 衰变e 人工转变 考向2核能的计算 例6 2016 深圳模拟 某些建筑材料可产生放射性气体 氡 氡可以发生 或 衰变 如果人长期生活在氡浓度过高的环境中 那么 氡经过人的呼吸道沉积在肺部 并放出大量的射线 从而危害人体健康 原来静止的氡核 rn 发生一次 衰变生成新核钋 p0 并放出一个能量为e0 0 09mev的光子 已知放出的 粒子动能为e 5 55mev 忽略放出光子的动能 但考虑其能量 1u 931 5mev c2 1 写出衰变的核反应方程 2 衰变过程中总的质量亏损为多少 保留三位有效数字 1 2015 安徽理综 图3 1 7示是 粒子 氦原子核 被重金属原子核散射的运动轨迹 m n p q是轨迹上的四点 在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动 图中所标出的 粒子在各点处的加速度方向正确的是 随堂巩固 图3 1 7a m点b n点c p点d q点 解析