高中物理知识点总结课件：选修3-5 原子结构原子核

一、原子结构在原子中有一个很小的核，叫_，它集中了原子的全部_和几乎全部的_，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转原子核半径的数量级为_,二、氢原子光谱1光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的_成分和_分布的记录，即光谱2光谱分类有些光谱是一条条的_，这样的光谱叫做线状谱有的光谱是连在一起的_，这样的光谱叫做连续谱,三、玻尔理论、能级1玻尔原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是_的(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是_的，不向外辐射能量(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_或_一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的_，即h_.,2能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的_叫能级3基态和激发态：原子能量_的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态4量子数：现代物理学认为原子的可能状态是不连续的，各状态可用正整数1,2,3，表示，叫做量子数，一般用n表示,5氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子半径公式rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1为基态半径，也称为玻尔半径，r10.531010 m.(2)氢原子能级公式,四、原子核的组成1原子核由_和_组成2具有相同的_、不同的_的原子互称为同位素，同位素具有_的化学性质3物质发射射线的性质称为_，放射性元素自发地放出射线的现象叫做_,五、核反应1衰变原子核_地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的_放射性元素衰变时放出的射线共有三种：射线，_射线和_射线，其射线的本质和性质如下表：,按照衰变时放出粒子的不同又分为衰变和衰变，其核反应方程如下： 92238U 90234Th_(衰变) 90234Th 91234Pa_(衰变)半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，它表示放射性元素衰变的快慢，半衰期是由_的性质决定的，与它所处的_无关，不同的放射性元素半衰期不同,2原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为_(2)查德威克发现中子的核反应方程为_,(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：_.,3核裂变和核聚变(1)重核裂变重核裂变：是重核分裂成_的核的反应过程如：92235U01n54136Xe3890Sr_01n.由于重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的过程称为_，发生链式反应的条件是：裂变物质的体积_临界体积裂变的应用：原子弹、核反应堆,(2)轻核聚变聚变是两个轻核结合成_的核的反应过程如：13H12H24He_17.60 MeV使核发生聚变需要几百万度以上的高温，因此聚变又叫_4核反应方程遵循的规律(1)质量数守恒(2)电荷数守恒,六、核能1核力：核子间的作用力其特点为短程强引力：作用范围为2.01015 m只在_的核子间发生作用2核能：_结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的_能，亦称核能3质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E_，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能E_.,答案：一、原子核正电荷质量1015 m二、1.波长(频率)强度2.亮线光带三、1.不连续量子化稳定辐射吸收能量差|E初E末|2.能量值3.最低四、1.质子中子2.质子数中子数相同3.放射性天然放射现象五、1.自发衰变24He最弱10e较弱较强光子最弱24He10e元素物理状态和化学状态,2714N24He817O11H49Be24He612C01n1327Al24He1530P01n，1530P1430Si10e3.中等质量10链式反应大于质量较大01n热核反应六、1.相邻2.核子结合3.mc2mc2,1由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份的吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应,3电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的4发生光电效应时，单位时间内逸出的电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的电子数目也就越多,1原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收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，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当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原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁,5跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大,1原子核衰变规律,式中N、M分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，n、m分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量t表示衰变时间，表示半衰期,3确定衰变次数的方法设放射性元素ZAX经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素ZAY，则表示该核反应的方程为：ZAXZAYn24Hem10e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm.确定衰变次数，因为衰变对质量数无影响，由质量数的改变先确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数,1获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成两个(或多个)中等质量的核的反应过程重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积重核的裂变：如92235U01n3890Sr 54136Xe1001n.应用：原子弹、原子反应堆,(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应轻核的聚变：如12H13H24He01n.应用：氢弹、可控热核反应,(1