第十五单元 原子和原子核

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1、一、原子模型1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）(1)α粒子散射实验:用α粒子轰击金箔(2)现象: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；（原子内大部分是空的）②有少数α粒子发生了较大的偏转。（存在正电荷，且处在一个很小的地方）③极少数α粒子甚至发生反弹；（核的质量很大）卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，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。二、.玻尔理论：⑴玻

2、尔的三条假设（量子化）①定态假设：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，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。②跃迁假设：原子从一定态跃迁到另一种定态，它要辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差值决定：即：hν=Em-En③量子化假设：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，因此电子所处的可能轨道的分布也是不连续的。轨道量子化rn=n2r1r1=0.53×10-10m能量量子化E1=-13.6eV（所谓量子化就是不连续性，整数n叫量子数。）⑵包括原子的动能、势能之和：（以氢原子为例）

3、电子从无穷远移近原子核，电场力做正功，电势能减少为负值；89b092544709da9f9195cc2d02529d02.doc--------------------------第6页共6页氢原子各轨道所对应的能量为负值。氢原子的能级图nE/eV∞01-13.62-3.43-1.514-0.853E1E2E3基态激发态各定态的能量值叫能级激发态⑶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上都遇到很大的困难。例1.用光子能量为E的单色光照射

4、容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2）；④h(ν1+ν2+ν3）以上表示式中A.只有①③正确B.只有②正确C.只有②③正确D.只有④正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有hν3=E3-E1，hν1=E3-E2，hν2=E2-E1，可见hν3=hν1+hν2=h(ν1+ν2)，所以照射光子能量可以表示为②或③，答案选C。二、天然放射现象1.天然放射现象（

5、原子序数大于83的天然元素都具有放射性）天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。α衰变：原子核放出α粒子；例：β衰变：原子核放出β粒子；例α衰变、β衰变都遵从质量数守恒，核电荷数守恒等一系列守恒定律。γ衰变：α衰变、β衰变的同时释放出γ光子。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1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板89b092544709da9f9195cc2d02529d02.doc--------------------------第6页共6页γ射线光子001最弱最强，穿几c

6、m铅版βγαα　γ　　β⑴　　　　　　　　　　⑵　　　　　　　　　　　　　　　⑶O三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：Aabc如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。例2.如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有A.打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射

7、线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下b解：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动（如果一个打在b，则另一个必然打在b点下方。）本题选AC。三、核反应1.核反应类型⑴衰变：α衰变：（核内）β衰变：