2014届高三物理二轮复习 专题6 第3讲 原子物理

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1、(三)原子物理知识网络考点预测近代物理部分相对独立，主干知识是原子的量子化结构和核能，复习时要围绕玻尔理论、衰变规律和爱因斯坦质能方程等重点知识进行．模块内的综合主要是近代物理知识与动量守恒定律的综合．利用碰撞探究微观粒子的规律是高能物理常用的研究手段，如α粒子散射实验．α粒子与氮、铍、铝的碰撞分别发现了质子、中子和放射性同位素，加速器、对撞机等都是研究核物理的常用工具．近年近代物理试题中出现不少中学教材中没有的新知识背景，如“超重元素”、“双电荷交换反应”、俄歇效应、原子内层空位产生的内转换机制、μ氢原子等．在训练学生读题时，要引导他们尽力将新

2、情境中的问题与已学过的知识联系起来，在学习心理学中，就是“图式”的“同化”与“顺应”的过程，这类问题其实是“新瓶装旧酒”，还是考查课本上的知识点，只是对学生的能力要求提高了，要真正理解才能变通．“联系实际，联系生活，联系高科技”已成为高考命题的趋势，考查内容体现时代气息，用新名词包装的试题增加．试题越来越重视知识的联系，体现学科的综合性．要点归纳一、原子的核式结构高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

3、我们负责传递知识！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

4、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

5、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＝N0．6．三种射线射线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

6、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．热点、重点、难点一、玻尔模型能级概念高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

7、我们负责传递知识！●例1　氢原子的能级如图6－10所示，已知可见

8、光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，下列说法错误的是(　　)图6－10A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【解析】处于n＝3能级的氢原子吸收光子而发生电离的最小能量是1.51eV，又因紫外线的频率大于可见光的频率，所以紫外线的光子能量E≥3.11eV，故A正确．由能级跃迁理论知，氢原子由高能级向n＝3能

9、级跃迁时，发出光子的能量E≤1.51eV，所以发出光子能量小于可见光的光子能量．由E＝hν知，发出光子频率小于可见光的光子频率，发出光子为红外线，具有较强的热效应，故B正确．由能级跃迁理论知，n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可发出6种频率的光子，故C正确．由能级跃迁理论知，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，发出光子的能量分别为：0.66eV(4→3)，2.55eV(4→2),12.75eV(4→1),1.89eV(3→2),12.09eV(3→1)，10.2eV(2→1)，所以只有3→2和4→2跃迁时发出的2种频率的光子属于可见光，

10、故D错误．[答案]　D【点评】①原子由定态n(n≥2)向低能级跃迁时可能辐射的光子频率的种类为．②原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能