高考物理二轮复习课件：原子结构与原子核 波粒二象性.ppt

1、第2讲原子结构与原子核 波粒二象性,专题十 选修3-5,一、原子结构与原子核 1a粒子散射实验结果：绝大多数 a粒子沿原方向前进，少数 a粒子发生较大偏转 2原子的核式结构模型：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的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转. 原子核的大小：原子的半径大约是10-10m，原子核的半径大约为10-14m10-15m. 3玻尔理论有三个要点： (1)原子只能处于一系列的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绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态 (2)原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射(或吸收)一定

2、频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即h=E2-E1. (3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道是分立的 在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级,4原子核是由质子和中子组成的质子和中子统称为核子 将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，是一种短程强力，只能在2.0 10-15m的距离内起作用，所以只有相邻的核子间才有核力作用 5原子核的衰变 (1)天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种现象叫天然放射现象 (2)放射性元素放射的射线有三种： a射线、 b射线、射线.,

3、(3)放射性元素放射出a粒子或b粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变.衰变规律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的 (4)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关. (5)同位素：具有相同质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素,6核反应 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应(人工转变) 典型的原子核人工转变 质子 的发现方程，卢瑟福. 中子 的发现方程，查德威克. 7核能 (1)核

4、反应中放出的能量称为核能 (2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和 (3)质能方程：质能关系为E=mc2，原子核的结合能DE=Dmc2.,8裂变 (1)把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变，典型的裂变反应是： (2)链式反应：一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其他重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断地进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 9轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为：,二、光电效应、波粒二象性 1光电效应的规律 (1)任何一种

5、金属都有发生光电效应的极限频率，入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大 (3)光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过10-9s. (4)当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比 2光子说 在空间传播的光不是 连续的，而是一份一份的，每一份称为 一个光子，光子的能量与其频率成正 比，即E=h.,3光电效应方程：Ek=h-W. 4光的波粒二象性：光既具有波动性，又有粒子性 (1)大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性. (2)光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量与其

6、他物质相互作用时，粒子性起主导作用；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的多少(概率)，由波动性起主导作用 (3)对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著 5物质波：任何运动物体都有一种波与它对应，波长是 .,方法指导： 1写核反应方程的方法： (1)书写原则：反应前后总质量数守恒、电荷数守恒； (2)注意事项： 书写核反应方程时要以事实为依据，不能随意编写； 核反应通常不可逆，方程中要用 “”连接，不能用“=”连接,2计算核反应产生的核能的方法： (1)利用质量亏损计算：DE= Dmc2(其中原子质量单位相当的核能：1u=931.5Me

7、V)； (2)利用正比关系计算：得出一个原子核产生的核能后，则得出核反应的 原子核个数即可利用正比关系求解总核能； (3)利用衰变时系统增加的动能近似计算：DEDEk.,【点评】要对光子的量子性深刻了解,3能级 【例3】图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2能级时的辐射光，则谱线b是氢原子() A从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光 B从n=5的能级跃迁到 n=2的能级时的辐射光 C从n=4的能级跃迁到 n=3的能级时的辐射光 D从n=5的能级跃迁到 n=3的能级时的辐射光,【切入点】 根据玻尔理论，电子发生跃迁吸收或放出的能量为两能级的能量之差 【解析】 谱线b的波长处于400nm500nm间，由E=hc/ l可知其光子能量处于2.48eV3.11eV之间中的某一数值，根据能级图可知，谱线b可能是氢原子从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,【点评】 要用光子使原子受激发，就必须使光子的能量(h)等于两能级的能量差(E1-E2)，光子能量(h)大于或小于这个值(E1-E2)，都不能使原子跃迁有一种特例：如果光子能量大于或等于原子的电离能，也可以发生跃迁(电离也可以理解