人教版高中物理选修3-5课件原子物理复习（共38张）

课题原子和原子核复习线索汤姆生原子结构模型卢瑟福的原子核式结构模型

粒子散射实验

核式结构模型

汤姆生发现电子建立无核结构模型

主要内容

能级图

计算

玻尔原子理论薛定鄂模型(不要求）电子云模型核外核内

H11卢瑟福发现质子n10中子的发现基本情况裂变聚变核能衰变人工转变核内

H11n10中子的发现基本情况衰变人工转变裂变聚变核能卢瑟福发现质子索线2汤姆生原子结构模型卢瑟福的原子核式结构模型

粒子散射实验核式结构模型

汤姆生发现电子建立无核结构模型主要内容

能级图

计算

玻尔原子理论薛定鄂模型（不要求）电子云模型核外无核结构模型无核结构模型卢瑟福的

粒子散射实验放射源卢瑟福的

粒子散射实验+++

粒子散射情景卢瑟福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，带负电的电子在核外空间绕核做匀速圆周运动。卢瑟福的核式结构模型波尔的原子理论一.原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然作加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。

En

=E1

/n

2

（n

=1，2，3，……）二.原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种定态（设能量为E1）时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量（hν

）由这两种定态的能量差决定。⊿E＝

E2－E1＝

hν

三.原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意的轨道上运行。rn

=n

2

r1

波尔原子理论

1.电子运动的不连续性体现在轨道的跃迁上。

2.电子能量的不连续性体现在能量的改变是一份一份的,每份是：⊿E＝

E2－E1＝

hν

轨道图+

H的能级图

+能级图

与轨道图r1

r2

r3

r4

rn

能级图1E11nE(量子数)(能级)2E2E33∞4E40eV

（-13.6）（-3.4）（-1.51）（-0.85）放出

吸收

10.21.890.66(基态)(第一激发态)(第二激发态)原子的状态与电子的轨道、能级都是一一对应的。在某两个确定能级间辐射出来的光子（能量）与吸收的光子（能量）是相同的。基态能级：E1＝－13.6MeV能级计算定态能级的计算：

En

=E1

/n

2

（n

=1，2，3，……）记

二.

能级差的计算：

⊿E＝

E2－E1

【可求得跃迁时辐射或吸收的能量（或光子的频率）】＝

hν

※

三.可能轨道计算：rn

=n

2

r1

（n

=1，2，3，……）

可能辐射或吸收的光子数目计算：

C

2k

H原子光谱的产生E11nE(量子数)(能级)2E2E33∞4E40eV

（-13.6）（-3.4）（-1.51）（-0.85）10.21.890.66(基态)(第一激发态)(第二激发态)

Hα

HβHγ5Hδ

Hα

HβHγHδ+

r电子云电子云模型图中中间应该填满表示电子的点N2

粒子卢瑟福的

粒子轰击氮核实验

—

质子的发现

粒子轰击氮核产生了可以穿透铝箔的质子147

N178O42HeH11卢瑟福的

粒子轰击氮核实验

(中子)94

Be126C42Hen10原子核的人工转变核反应

核反应中，质量数和电荷数均守恒中子的发现1932年原子核的组成中子质子统称核子

原子核的组成电荷数=

电子数=

原子序数UHeH114223592XAZ（核）电荷数质量数=电荷数＋中子数质量数原子核的基本情况原子核直径10－14m衰变放射性元素天然放射现象

衰变α

β

γ

新元素半衰期定义计算：

M=M0（1／2）

t／TN=N0（1／2）

t／T

V

V0

α衰变规律

衰变时放出α

粒子的，叫

α

衰变α衰变规律：核的质量数减少4，电荷数减少2。α

粒子即氦原子核——

He42MZ

XM-4Z-2

Y42Heβ衰变规律

衰变时放出β

粒子的，叫

β

衰变±

β

衰变规律：核的质量数不变，电荷数增加±1。β

粒子即电子——

e0－10

1或正电子：eMZ

X

MZ+1

Y0-1eβ衰变实质

H

n+e+γ

111001

n

H+e+γ

10110-1

γ

光子

正电子

γ

光子

负电子

β衰变的实质新核新核

α

衰变的实质α衰变实质

2H

＋2

n

He+γ

114210α

粒子γ光子新核94

Be126C42Hen10原子核的人工转变人工转变

147

N178O42HeH112713

Al3015P42Hen10裂变重核

裂变

n

10

U＋n→

Ba

+

Kr+3n

235929236141561010中子轰击铀核中子轰击铀核

情景链式反应

用

U

235

临界体积链式反应条件链式反应模拟演示核力强大的核力才能组成原子核核力与核能核力在<10－15

m才起作用

无论使核分解或组成核,

都需要很大的能量!

与＞核能的应用

——

核电站

爱恩斯坦的质能方程：

E=m

c

2

核反应的能量变化与质量亏损：⊿E=⊿m

c

2

⊿m＝

∑m核子－m核

原子质量单位：1u=931.5

M

e

V

核能

情景

H＋H

He

+

n

2142

3110轻核聚变聚变热核反应聚变反应模拟演示前面的视频所示是不可控制的重核裂变核和轻核聚变当今世界正面临越来越紧迫的能源危机，寻找新能源是一项长期的艰巨任务！！不过这项事业已经有了很大的进展。核反应堆已经发展的第四代‘可控热核反应也已经有了很大进步。这两项我国都已经走在世界的前列。反应堆水管铀棒镉棒石墨水泥防护层减速剂核原料冷却剂热交换

控制反应速度防辐射

快中子

→慢中子

吸收慢中子

核反应堆核电站的工作过程能量的转化:核能—内能—机械能—电能我国核反应堆技术重大突破

2000年12月，由清华大学核能技术设计研究院负责设计和建造的10MW高温气冷实验堆（HTR-10）建成并实现首次临界。HTR-10是我国建造的首座高温气冷堆，也是世界上第一座建成的模块式球床高温气冷堆。这一成就在国际核能界引起了很大反响，它使原来在国际核能界处于落后地位的中国一跃成为在研发第四代先进核能系统方面相对领先的国家，美国核学会主席A．Kadak教授说，由于10MW高温气冷堆是世界上最近唯一建成运行的球床高温气冷堆，中国"正处在新一轮技术发展的中心"。2001年3月，来自国际原子能机构（IAEA）、美、俄、法、德、荷、日、南非的35名外国代表专程来华聚会，热烈庆祝HTR-10建成临界并与中国同行交流高温气冷堆设计、建造和运行方面的经验。2049科普网/admin/newsfile/NewsTemplet/nykx_2.asp?id=10010010轻核聚变能源2005-6-132005-6-13

轻原子核聚变反应的研究，可以追溯到30年代对太阳的研究。1938年，物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光芒万丈地燃烧几十亿年。受控核聚变反应的原理是：氘（氢同位素）原子核在上亿摄氏度的高温条件下发生聚变而释放出巨大能量。由于这种热核反应是人工控制的，因此可用作能源。

核聚变发电有许多无可比拟的优