11高考光学原子物理专题new

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1、一、原子的核式结构卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的实验现象推断出了原子的核式结构.α粒子散射实验的现象是:①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进;②极少数α粒子则发生了较大的偏转甚至返回.注意,核式结构并没有指出原子核的组成.二、波尔原子模型玻尔理论的主要内容:1.“定态假设”:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中,电子虽做变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样的相对稳定的状态称为定态.定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围:原子中的电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约.2.“跃迁假设”:电子绕核转动处于定态时不

2、辐射电磁波,但电子在两个不同定态间发生跃迁时,却要辐射(吸收)电磁波(光子),其频率由两个定态的能量差值决定hν=Em-En.3.“能量量子化假设”和“轨道量子化假设”:由于能量状态的不连续,因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值.三、原子核的衰变及三种射线的性质1.α衰变与β衰变方程α衰变:→+β衰变:→+2.α和β衰变次数的确定方法先由质量数确定α衰变的次数,再由核电荷数守恒确定β衰变的次数.3.半衰期(T):放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.4.特征:只由核本身的因素所决定,而与原子所处的物理状态或化学状态无关.5.规律:N=N0

3、.6.三种射线射线α射线β射线γ射线物质微粒氦核电子光子γ带电情况带正电(2e)带负电(-e)不带电速度约为c接近cc贯穿本领小(空气中飞行几厘米)中(穿透几毫米厚的铝板)大(穿透几厘米厚的铅板)电离作用强次弱四、核能1.爱因斯坦质能方程:E=mc2.2.核能的计算(1)若Δm以千克为单位,则:ΔE=Δmc2.(2)若Δm以原子的质量单位u为单位,则:ΔE=Δm×931.5MeV.3.核能的获取途径(1)重核裂变:例如+→++10(2)轻核聚变:例如+→+聚变的条件:物质应达到超高温(几百万度以上)状态,故聚变反应亦称热核反应.二、考查衰变、裂变、

4、聚变以及人工转变概念●例2 现有三个核反应:①→+____; ②+→++____;③+→+____.完成上述核反应方程,并判断下列说法正确的是(  )A.①是裂变,②是β衰变,③是聚变B.①是聚变,②是裂变,③是β衰变C.①是β衰变,②是裂变,③是聚变D.①是β衰变,②是聚变,③是裂变[答案] ① ②3 ③ C【点评】①原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,叫做衰变;原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫做重核裂变;原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫做轻核聚变.②所有核反应都遵循质量数和电荷数守恒的规律,情况复杂时可列方

5、程组求解.三、核能和质量亏损●例3 某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为+→+Q1  +→+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001下列判断正确的是[2009年高考·重庆理综卷](  )A.X是,Q2>Q1B.X是,Q2>Q1C.X是,Q2

6、:+→+其质量亏损为:Δm2=1.0078u+15.0001u-12.0000u-4.0026u=0.0053u根据爱因斯坦质能方程得:Q1=Δm1c2,Q2=Δm2c2故Q1<Q2.[答案] B【点评】要注意u为质量单位,并不是能量单位,其中1u=1.6606×10-27kg,1uc2=931.5MeV.自测一:一、选择题(10×4分)1.目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素.下列有关放射性知识的说法中,正确的是(  )A.衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变B.氡的半衰期为3.8天,若有4个氡原子

7、核,则经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核C.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D.β射线与γ射线一样是电磁波,但穿透本领远比γ射线弱【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知A正确;放射性同位素存在半衰期是一个统计规律,对于大量的原子核才成立,4个氡原子核经过3.8天后可能剩4个,也可能剩3个,还可能剩2个或1个都不剩,B错误;β衰变的方程为:→+,C正确;β射线是高速电子,不是电磁波,D错误.[答案] AC2.一列简谐横波沿x轴所在直线传播,图示为某时刻的波形图,其中A处到O的距离为0.5m,此时A处的质点沿y轴负

8、方向运动,再经0.02s第一次到达波谷,则(  )A.这列波的波长为1mB.这列波的频率为100HzC.这列波的波速为25

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