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.doc

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1、第33讲　原子结构与原子核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Ⅰ2017·全国卷Ⅰ，172017·全国卷Ⅱ，152016·全国卷Ⅱ，35(1)2016·全国卷Ⅲ，35(1)2016·天津卷，62016·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，以

2、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_

3、_正电荷__和几乎全部__质量__都集中在核里，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．

4、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

5、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．

6、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

7、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

8、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)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互