原子物理单元复习.ppt

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1、原子物理单元复习本章知识点及高考要求原子结构氢原子光谱I氢原子的能级结构、能级公式I原子核原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期I放射性同位素I核力、核反应方程I结合能、质量亏损I裂变反应和聚变反应、裂变反应堆I放射性的防护I一、汤姆生的原子模型1、电子的发现（1897年汤姆生）物理意义：揭示了原子结构的复杂性2、汤姆生的原子模型——“枣糕”模型特点：正电荷、质量均匀分布成功：能解释原子发光的问题原子受激电子振动变化电场产生磁场电磁波辐射原子发光1、实验基础：α粒子散射实验（1909年-1911年卢瑟福）二、卢瑟福原子核式结构模型演示（1）绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前

2、进（2）少数α粒子发生较大的偏转（3）极少数α粒子出现大角度的偏转，偏转角度大于90°，有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。粒子散射现象：汤姆生模型与α粒子散射实验的矛盾++++按汤姆生模型计算α粒子偏角不超过5º+2、卢瑟福原子核式结构模型——成功解释α粒子散射实验+原子半径：10–10m原子核半径：10–15m特点：正电荷、质量集中分布①原子的中心有一个很小的核——原子核②原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里③带负电的电子在核外的空间运动。成功：提出原子核成功解释α粒子散射实验三大现象失败：不能解释原子的稳定性和原子光谱三、玻尔原子模型1、三个假设③跃迁：h

3、=

4、E初―E末

5、①能量量子化:En=E1/n2,E1=-13.6eV②轨道量子化:rn=n2r1,r1=0.53×10-10m+氢原子：E2=―3.4evr2=2.120ÅE3=―1.51evr3=4.770Årn=n2r1En=E1/n2EP=ke2r氢原子：EK=mv212ke2r2=mv2r∵ke22rEK=∴∴E=ke22rE1=―13.6evr1=0.53Å2、氢原子的能级图―13.6E/ev1n2345∞0―3.4―1.51―0.85―0.54演示3、玻尔原子模型的成功与不足①成功：引入量子化成功解释原子的稳定性和氢原子光谱②不足：过多保留经典力学概念，不能解释比氢原子更

6、复杂的原子光谱汤姆生发现电子原子结构的发现过程汤姆生原子模型α粒子散射实验卢瑟福原子模型为解释氢原子光谱玻尔原子模型为解释更复杂原子光谱近代物理原子模型原子核的结构一、天然放射现象（1896贝克勒尔）射线的研究三种射线的性质比较电量质量速度成份电离本领贯穿本领αβγ射线射线射线+2e-e04mp4×1.66×10-27kgmp/18400.91×10-30kg0无静止质量0.1c接近光速c氦核流电子流电磁波最强较弱最弱最弱较强最强1、衰变：原子核自发放出某种粒子而转变为新核的过程叫做原子核的衰变α衰变：原子核放出α粒子的衰变常见的α衰变：92238U90234Th24He+86222

7、Rn84218Po24He+特点：每经过一次α衰变电荷数减少2、质量数减少4衰变方程：zAXz–2A–4Y24He+β衰变：原子核放出β粒子的衰变91234Pa90234Th01e+常见β衰变：特点：每经过一次β衰变电荷数增加1、质量数不变注：在α衰变、β衰变的同时伴随着辐射γ射线衰变方程：zAXZ+1AY-10e+质量数守恒电荷数守恒动量守恒能量守恒质量守恒衰变过程的守恒关系：半衰期（τ）公式：N=N0(1/2)t/τm=m0(1/2)t/τmm011/21/41/803τ2ττt图象：注:(1)半衰期是对大量放射性原子核的统计规律,对个别或少数原子核讲半衰期没有意义。(2)半衰期

8、由原子核内部结构决定与它所处的物理状态或化学状态无关,不同的元素半衰期不同放射性同位素：1、人工放射性同位素的优点：半衰期短；放射强度容易控制。2、放射性同位素的应用r射线探伤（1）利用射线消除静电育种、保鲜、杀灭害虫、医学“放疗”检查管道漏洞（2）作为示踪原子施肥、控制生物的生长3、放射性的危害与防护核反应核能1、质子的发现（1919年，卢瑟福）2、中子的发现（1932年，查德威克）Po铍石蜡不可见粒子中子质子24He714N11H++817O3、正电子的发现（1934年，约里奥·居里夫妇）4、核反应——原子核在其他粒子轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。实质：原子核在其他粒子轰

9、击下结合成复核，复核不稳定，衰变成新核放出新粒子。5、核能：核反应中放出的能量，称为核能。6、质量亏损：组成原子核的核子与原子核的质量之差。注：（1）任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量和。01n11H++12H2.2Mev核能产生的实质：核力做功过程中伴随着的能量转化（2）质量亏损并不是核子数的减少，而是核子的平均质量减少（3）质量亏损并不是质量消失7、爱因斯坦质能方程：E——J单位：m——kgC——m/sm——uC——m/sE——Mev原