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1、高中物理原子与原子核知识点总结(必修三)载自:搜高考网www.soogk.com原子、原子核 这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对大家有所帮助.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。整个知识体系,可归结为:两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型);六
2、子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子);四变(衰变、人工转变、裂变、聚变);两方程(核反应方程、质能方程)。4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。1.汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现电子,使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,实验现象:结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心
3、有一个很小的核,叫原子核,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运动。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾:①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续3.玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数n叫量子数)玻尔补充三条假设⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。(本假设是针对原子稳定性提出的)⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出)(
4、)辐射(吸收)光子的能量为hf=E初-E末氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为]。 [(大量)处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式]⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出,是能级假设的补充)氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:【说明】氢原子跃迁①轨道量子化rn=n2r1(n=1,2.3…) r1=0.53×10-10m 能量量子化
5、: E1=-13.6eV② En,Ep,r,nEk,v吸收光子时增大减小放出光子时减小增大③氢原子跃迁时应明确:一个氢原子 直接跃迁 向高能级跃迁,吸收光子 一般光子 某一频率光子 一群氢原子 各种可能跃迁 向低能级跃迁 放出光子 可见光子 一系列频率光子④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量,要么不吸收光子1光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,该光子可被吸收。(即:光子和原于作用而使原子电离)2光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。(受跃迁条件限:只适用于光于和原于作用使原于
6、在各定态之间跃迁的情况)。⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量(实物粒子作用而使原子激发)。因此,能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收,从而使氢原子跃迁。E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2; (有规律可依)E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89; E53=0.97 E43=0.66; E54=0.31⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱
7、上都遇到很大的困难。氢原子在n能级的动能、势能,总能量的关系是:EP=-2EK,E=EK+EP=-EK。(类似于卫星模型)由高能级到低能级时,动能增加,势能降低,且势能的降低量是动能增加量的2倍,故总能量(负值)降低。量子数 1.天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究):2.各种放射线的性质比较种 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