原子物理知识点及习题

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1、原子物理知识光电效应实验装置，现象，所得出的规律（四）爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程：mVm2/2=hf—W°

2、二个光子的能量E=hf（决定了能否发生光电效应）光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律①任何一种金屈都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个脸电器粹板极限频率的光不能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过lO^s④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。康普顿效应（石墨中的电子对X射线的散射现象）这两个实验

3、都证明光具粒子性光波粒二象性:?情况体现波动性（大量光毛转播时2Xa?粒了性光波足概率波（物质波）任何运动物体都有29乙对应（这种波称为徳布罗意波）《原子、原子核》知识归类整个知识体系，可归结为：两模型（原子的核式结构模型、波尔原子模型）；六子（电子、质子、中子、正电子、a粒子、丫光子）；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、质戢数守恒、能戢守恒、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。从而打开原子的人门.2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）卢瑟福a粒子散射实验装置，现彖，从而总结出核式

4、结构学说a粒子散射实验是用a粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原來的方向前进，但是有少数a粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质:ft-定集中在一个很小的核上。卢瑟福由a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儿乎全部质最都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。由a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10,5m.而核式结构又与经典的电磁理论发％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,7叫量子数）玻尔补充三条假设（1）定态一原子只能处于i系列不连

5、续的脸輕态（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跃迁一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）（hv=E初一E终）辐射（吸收）光子的能量为hf=E旷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n=U一d］。"2［（大量）处于n激发态原子跃迁到基态时的所冇辐射方式］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岡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）£%cv（针对原子核式模

6、型提出，是能级假设的补充）4-0.85E2-3.4-13.6氢原了的激发态和基态的能最（最小）与核外电了轨道半径间的关系是:【说明】氢原子跃迁①轨道量子化心二屛口（n=］,2.3…）门=0.53X10%能屋屋子化：e=邑Ei=-13.6eVz，n2氧原子的能级图En,Ep,r,nEk，v吸收光子时增大减小放出光子吋减小增大③氢原子跃迁时应明确：｛一个氢原子f直接跃迁f向高能级跃迁f吸收光子f一般光子彳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'系列频率光④氢原子吸收光子时一一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

7、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，则只冇能量等丁-两个能级差的光子才能被吸收。（受跃迁条件限：hv=E初一E终只适用丁•光丁•和原丁•作用使原丁•在各定态之间跃迁的情况）。⑤氢原子吸收外来电子能戢时一一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，能最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。E5i=13.06E4i=12.75E31=12.09E21=10.2；（冇规律可依）E52=2.86E42=2.55E32=1.89；E53=0.97E43=0.66；E54=0.31⑶玻尔理论的局限

8、性。rh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），所以在解释英他原子的光谱上都遇到很大的困难。氮原子在n能级的动能、势能，总能量的关系是：Ep=—2Ek，E=Ek+Ep=-EKo（类似于卫星模型）由高能级到低能级时，动能増加，势能降低，R势能的降低量是动能増加量的2倍，故总能量（负值）降低。量子