全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十二章波粒二象性原子结构与原子核第33讲原子结构与原子核学案

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1、全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十二章波粒二象性原子结构与原子核第33讲原子结构与原子核学案考纲要求考情分析命题趋势1.氢原子光谱Ⅰ2．氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ3．原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期Ⅰ4．放射性同位素Ⅰ5．核力、核反应方程Ⅰ6．结合能、质量亏损Ⅰ7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ8．射线的危害与防护Ⅰxx·全国卷Ⅰ，17xx·全国卷Ⅱ，15xx·全国卷Ⅱ，35(1)xx·全国卷Ⅲ，35(1)xx·天津卷，6xx·江苏卷，12C(1)高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现．高考试题往往综合考查氢原子能级的跃迁、放射性元素的衰变、半衰期、核反应

2、，以及质能方程、核反应方程的有关计算．学习中要注意对质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒的理解和应用1．原子核式结构(1)电子的发现：英国物理学家__汤姆孙__发现了电子．(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家__卢瑟福__和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现__绝大多数__α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有__少数__α粒子发生了大角度偏转，__极少数__α粒子偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．如图所示．(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的__正电荷__和几乎全部__质量__都集中在

3、核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．2．氢原子光谱(1)光谱分析利用元素的特征谱线(线状谱)分析和确定物质的组成成分．(2)氢原子光谱的实验规律巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R(－).(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)(3)玻尔模型①玻尔的三条假设a．能量量子化：原子只能处于一系列__不连续__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，这些状态叫做__定态__．对氢原子满足：En＝E1，其中E1＝－13.6eV．b．轨道量子化：原子的__能量状态__跟电子不同的运行__轨道__相对应．原子的能量状态是不

4、连续的，因此电子运动的可能轨道的分布也是不连续的．对氢原子满足：rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10m．c．能级跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它__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决定，即hν＝E2－E1．②氢原子能级图：如图所示．3．原子核(1)天然放射现象的发现1896年，__贝可勒尔__在铀矿石中发现未知的射线，把这些射线称为α射线、β射线、γ射线，这就是天然放射现象的发现．天然放射现象的发现，说明原子核__具有复杂结构__．(2)三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流

5、带电荷量2e－e0质量4mp静止质量为零在电磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转穿透本领电离作用(3)原子核的衰变①衰变原子核由于自发地放出某种粒子而转化为新核的变化．②衰变规律a．α衰变：X→Y＋He，实质：2H＋2n→He．b．β衰变：X→Y＋e，实质：n→H＋e．③半衰期a．定义：放射性元素衰变有一定的速率，我们把放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫半衰期，用τ表示．b．公式：m＝m0()．c．特点：半衰期τ由该元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质、化合物等)无关．另外，半衰期仅是对大量原子核的统计规律．比如研究200个

6、铀的原子核经过一个半衰期后还剩多少个铀的原子核是没有意义的．4．核能(1)核力核子间的作用力．核力是短程强力，作用范围在1.5×10－15m之内，只在__相邻__的核子间发生作用．(2)核能__核子__结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的__结合__能，亦称核能．(3)质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝__mc2__，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小，这就是质量亏损Δm.由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝__Δmc2__．(4)重核的裂变与轻核的聚变①裂变重核分裂成质量较小的核的反应．如：U＋n→Xe＋Sr＋10n.　②聚变轻核结合成质量

7、较大的核的反应．如：H＋H→He＋n．1．判断正误(1)卢瑟福做α粒子散射实验时发现α粒子绝大多数穿过只有少数发生大角度偏转．(　√　)(2)氢原子发射光谱是由一条一条亮线组成的．(　√　)(3)氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子辐射的光子能量为hν＝En.(　×　)(4)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁．(　×　)(5)目前核电站多数是采用核聚变反应发电．(　×　)(6)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒．(　√　)(7)爱因斯坦