原子物理课件-人教版

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考点理解一、原子的核式结构模型1、汤姆生的“枣糕”模型

（1）1897年汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构．

(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2、卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过900，有的甚至被弹回,偏转角几乎达到1800．考点理解一、原子的核式结构模型1、汤姆生的“枣糕”模型（2）核式结构模型：

在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的库仑引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为10－15m，原子大小的数量级为10—10m原子和原子核的大小比较相差十万倍。

考点理解（2）核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫

在卢瑟福的

【例1】粒子散射实验中，某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是

()A．一定在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．一定在④区域

规律方法在卢瑟福的．如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下面关于观察到的现象的说法中正确的是（）【例2】A．放在A位置时，相同时间内观察到荧光屏上的闪光次数最多.B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些.C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光.D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少.

规律方法．如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意二、天然放射性现象1．放射性现象：

1896年贝克勒尔发现铀U和含铀的矿物能发射某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照像底片感光。像这样物质自发地发出射线的现象叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射性，具有放射性的元素，叫放射性元素。人们发现原子序数大于84的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于84的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：α射线、β射线、γ射线．

考点理解二、天然放射性现象1．放射性现象：1896年贝克勒尔发2、三种射线的本质和特性1.α射线：速度约为光速1／10的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强．

2.β射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱．

3.γ射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱．种类本质质量(u)电荷(e)速度(C)电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板γ射线光子001最弱最强，穿几cm铅版

考点理解2、三种射线的本质和特性1.α射线：速度约为光速1／10的氦三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：

βγααγ

βO

考点理解三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较

规律方法ａｂｃＡ

【例3】如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有A.打在图中a、b、c点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下bAC规律方法ａｂｃＡ【例3】如图所示，铅盒A中装3、原子核的衰变规律（1）α衰变的一般方程为每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）．（核内）（2）β衰变的一般方程为

每发生一次β衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．(核内)

考点理解3、原子核的衰变规律（1）α衰变的一般方程为每发生一次α衰

（3γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．(4)半衰期:是放射性元素的大量原子核有半数发生衰变需要的时间。每一种放射性元素都有一定的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同.放射性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的,它不受外部因素的影响.例如温度、物态、化学结构等,都不能改变它的半衰期.衰变公式,如果用M0表示原来的原子质量,Mt表示t时刻还未衰变的质量,T表示半衰期,那么

考点理解（3γ射线是伴随

规律方法【例4】（钍）经过一系列α和β衰变，变成（铅），下列说法正确的是（）A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变ABD某原子核的衰变过程为：【例5】A．X的中子数比P的中子数少2B．X的质量数比P的质量数多5C．X的质子数比P的质子数少1D．X的质子数比P的质子数多1规律方法【例4】（钍）经过一系列α和β衰变，变成（铅），

规律方法【例6】铀（）经过α、β衰变形成稳定的铅（

），问在这一变化过程中，共有多少中子转变为质子（）A．6；B．14；C．22；D．32A【例7】若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天,则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比，即mA

：mB

是()A、30∶31B、31∶30C、1∶2D、2∶1C规律方法【例6】铀（）经过α、β衰变形成稳定的铅（规律方法【例7】如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是（）A.原子核发生了α衰变；B．原子核发生了β衰变C.原子核放出了一个正电子；D.原子核放出了一个中子；由于一般新核带电量和质量均大于放出的粒子电量和质量,则由圆周运动规律可知大圆为粒子轨迹,小圆为新核轨迹.规律方法【例7】如图所示，两个相切

考点理解卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的人工核实验，发现了质子.三、核反应查德威克α射线粒子轰击铍原子核实验,发现了中子

原子核在其它粒子的轰击下产生新核的过程叫核反应考点理解卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的人工核实验，发现了质子

化学反应中，往往要吸热或放热，类似的核反应中也伴随着能量的变化．中子质子氘核2.2MeV（）核反应放出的能量叫做核能

考点理解化学反应中，往往要吸热或放热，类似的核反应

物理学家研究质子、中子和氘核之间的关系发现：中子（mn）质子（mp）氘核（m）

精确的计算表明氘核的质量比中子和质子的质量之和要小一些．质量亏损〓

考点理解物理学家研究质子、中子和氘核之间的关系发现核能

考点理解质能方程爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：

E=mc2

质能方程。释放的能量：ΔE=Δmc2。说明:核能的计算是原子物理的重要方面，其基本方法是，根据核反应方程，首先计算出反应前后的质量亏损再根据爱因斯坦质能方程计算核能.计算时要注意单位，在微观领域，有时用国际制单位比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量单位。

1u=931.5Mev核能考点理解质能方程爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系

考点理解核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系考点理解

物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变．〓聚变〓裂变

考点理解物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反考点理解重核的裂变

1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变.+→++考点理解重核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他

裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能量为

1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量．考点理解裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于

考点理解

铀235裂变可以有多种生成物,裂变时，同时放出2—3个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式反应．③核反应堆的构造：A.核燃料——用铀棒(含3%-4%的浓缩铀)B.减速剂——用石墨、重水或普通水C.控制棒——用镉做成（镉吸收中子的能力很强）考点理解

考点理解2、轻核聚变轻核结合成质量较大的核叫聚变。轻核聚变的核反应方程

使核发生聚变；必须使它们接迈到10-15米，也就是接近到核力能够发生做用的范围。由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服电荷之间的很大斥力作用，这就要使核具有很大的动能。只有在几百万度的高温以上，原子核才有足够的动能克服相互间的库仑斥力，在碰撞中接近到可以发生聚变的程度。所以这种轻核聚变的反应又叫做热核反应。考点理解2、轻核聚变轻核结合成质量较大的核叫聚变。轻核聚变【例8】现在，科学家们正在设法探寻“反物质”．所谓的“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反，据此，若反α的粒子，它的质量数为

，电荷数为

．规律方法【例8】现在，科学家们规律方法【例9】

目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为2e/3，d夸克带电量－e/3，e为基元电荷。下列论断可能正确的是A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成规律方法【例9】目

规律方法【例10】

完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。发现质子的核反应方程(2)发现中子的核反应方程(4)

规律方法【例10】完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发

规律方法

【例11】最近几年,原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展.科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时,发现生成的超重元素的核经过6次α衰变后的产物是

由此,可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是A.124、259

B.124、265C.．112、265

D.112、277解:D规律方法【例11】最近几年,原子

规律方法2．理解原子核的变化无论天然放射性元素的衰变，还是原子核的人工转变，都遵循电荷数守恒、质量数守恒（注意：质量并不守恒），动量守恒与能量守恒有关规律，除去会写核反应过程以外，还需结合以前学过的力学知识、电磁学知识进行有关计算．规律方法2．理解原子核的变化无论天然放射性元素的衰变，还是

规律方法【例12】

静止的氡核放出α粒子后变成钋核α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为B.0C正确规律方法【例12】静止的氡核放出α粒子后变成钋核α粒2007年物理海南卷19(2)19.（2）一速度为v的高速α粒子（）与同方向运动的氖核（）发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。2007年物理海南卷19(2)19.（2）一速度为v的高速α

规律方法【例14】

一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg，一个锂原子的质量为11.6505×10-27kg，一个氦原子的质量为6.6467×10-27kg。一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，⑴写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少？⑵1mg锂原子发生这样的反应共释放多少核能？规律方法【例14】一个氢原子的质量为1.6736×10-

规律方法【例15】(1)核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X为待求粒子，a为X的个数,则X为

,a＝

.以mU、mBa、mKr分别表示

核的质量,mn、mp分别表示中子、质子的质量,C为光在真空中传播的速度,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝

。（2）有一座发电能力为P＝1.0×106kW的核电站,核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10-11J，

核的质量mU＝390×10-27kg.求每年(1年＝3.15×107s）消耗的的质量规律方法【例15】(1)核反应方程式是反应堆中发生的许多

规律方法【例16】太阳现正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和

等电子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是释放的核能,

这些核能最后转化为辐射能,根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的

核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M,已知地球