原子物理复习课件

1、原子物理复习判断下列说法的正误：(1)汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型()(2)卢瑟福做粒子散射实验时发现粒子绝大多数穿过，只有少数发生大角度偏转()(3)粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 ()(4)卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了粒子发生大角度偏转的原因 ()知识梳理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2原子的核式结构(1)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 _粒子发生了大角度偏转，_粒子甚至被撞了回来，(2)卢瑟福的原子核式结构模型在原子的

2、中心有一个很小的核，叫_，原子的所有正电荷和几乎_都集中在原子核里，带负电的_在核外绕核旋转(3)原子核的尺度：原子核直径的数量级为_ m，原子直径的数量级约为_ m.三、玻尔原子模型、能级玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有_原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子绕核运动，但不向外辐射能量原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子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

3、_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_叫能级第一讲 原子结构原子核1原子的核式结构( 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，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子甚至被撞了回来卢瑟福的原子核式结

4、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原子核的尺度：原子核直径的数量级为1015 m，原子直径的数量级约为1010 m.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数2氢原子光谱(1)玻尔原子理论定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)轨道：原子的不同能量状态跟

5、电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的1线状谱、连续谱、吸收谱的产生(1)线状谱：由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为线状光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线(2)连续谱：由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为连续光谱(3)吸收谱：连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的暗线太阳光谱就是典型的吸收光谱2光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成 分，且灵敏度很高在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义特别提醒光谱的分类3氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图(2)氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公

6、式：EnE1/n2(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E113.6 eV.氢原子的半径公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010 m.小结:1认识原子结构的线索气体放电的研究阴极射线发现电子汤姆孙的“枣糕”模型卢瑟福核式结构模型玻尔模型小结: 2玻尔理论的基本内容能级假设：氢原子En，n为量子数跃迁假设：hE末E初轨道量子化假设：氢原子rnn2r1，n为量子数小结: 3氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化(1)原子能量：EnEknEpnE1/n2，随n增大而增大，其中E113.6 eV.(2)电子动能：电子绕氢原子核

7、运动时静电力提供向心力，即ke2/r2mv2/r ，所以Eknke2/2rn，随r增大而减小(3)电势能通过库仑力做功判断电势能的增减当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加小结: 4记住一些结论(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射的光谱条数为N .(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hEmEn)时，光子才被吸收(3)入射光子能量大于电离能(hEEn) 时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能第二讲 原子核 核反应与核能射线名称比较项目射线射线射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2ee0质量4mp mp

8、1.671027 kgmp/1840静止质量为零符号24He1 0e速度0.1c0.99cc垂直电磁场偏转情况偏转偏转不偏转贯穿本领最弱用一张薄纸能挡住较强穿透几厘米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.原子核的衰变(1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变(2)分类衰变：ZAXZ2A4Y24He衰变：ZAXZ1AY10e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关注意: 衰变实质衰变类型衰变衰变衰变方程ZMXZ2

9、M4Y24HeZMXZ1MY10e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H201n24He01n11H1 0e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒人工核反应1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，并预言原子核内还有另一种粒子中子。1932年，卢瑟福学生查德威克于在粒子轰击铍核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。核力、结合能、质量亏损1.核力核子间的作用力核力是短程强引力，作用范围在1.51015 m之内，只在相邻的核子间发生作用2核能核子结合为原子核时释放的能量或

10、原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能3质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程Emc2，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Emc2.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆1裂变反应和聚变反应(1)重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程如： 92235U01n 56144Ba3689Kr301n.由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链式反应，发生链式反应的条件是：裂变物质的体积大于等于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质量较大的核的反应过程如：13H12H24He01n17.6

11、 MeV使核发生聚变需要几百万度以上的高温，因此聚变又叫热核反应2核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发92238U 90234Th24He衰变自发 90234Th 91234Pa10e人工转变人工控制714N24He 817O11H(卢瑟福发现质子)24He49Be 612C01n(查德威克发现中子)1327Al24He1530P01n约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子1530P1430Si10e重核裂变比较容易进行人工控制92235U01n 56144Ba3689Kr301n92235U01n 54136Xe3890Sr1001n轻核聚变很难控制12H13H24H

12、e01n射线危害和防护污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄露就会造成严重污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用铅的屏蔽作用最好1关于原子结构理论与粒子散射实验的关系，下列说法正确的是()A卢瑟福做粒子散射实验是为了验证汤姆

13、孙的枣糕模型是错误的B卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C卢瑟福的粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性D卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论2(2010全国，14)原子核ZAX与氘核12H反应生成一个粒子和一个质子由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z23氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力4下列说法正确的是()A. 715N11H 612C24He是

14、衰变方程B11H12H23He是原子核的人工转变方程C. 92238U 90234Th24He是核裂变反应方程D24He1327A11530P01n是原子核的人工转变方程5现已建成的核电站发电的能量来自于()A天然放射性元素衰变放出的能量B人工放射性同位素放出的能量C重核裂变放出的能量D化学反应放出的能量6根据玻尔理论，在氢原子中量子数n越大，则()A电子轨道半径越小 B核外电子速度越小C原子能级能量越小 D原子的电势能越小7如图123(甲)是、三种射线穿透能力的示意图，图123(乙)是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图123(乙)中的检查是利用了哪种射线()A射线 B

15、射线C射线 D三种射线都可以8.可见光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范围内若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图所示)可判断()A从n4能级跃迁到n3能级时发出可见光B从n3能级跃迁到n2能级时发出可见光C从n2能级跃迁到n1能级时发出可见光D从n4能级跃迁到n1能级时发出可见光【典例】(1)现有三个核反应方程：1124Na1224Mg10e 92235U01n 56141Ba3692Kr301n12H13H24He01n下列说法正确的是()A是裂变，是衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是衰变C是衰变，是裂变，是聚变D是裂变，是聚变，是裂变(2)现有四个核反应：A12H13H24He01nB. 92235U01nX3689Kr301nC1124Na1224Mg1 0eD24He49Be 612C01n_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程求B中X的质量数和中子数三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(24He)，则下面说法正确的是()AX核比Z核多一个质子BX核比Z核少一个中子CX核的质量数比