第十四讲微观世界的规律与方法.docx

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1、个人整理精品文档，仅供个人学习使用第十四讲微观世界的规律与方法一、知点1．原子构模型⑴玻模型理：①定假：原子中的子核作周运，并不向外射能量，其道半径只能取一系列不，的原子于定的能量状。②迁假：子从一个定道（的原子定能量En2）迁到另一定道（定能量En1）上，会射或吸收一定率的光子，能量由两种定的能量差决定，即hEn2En1。③角量量子化假：子核运，其道半径不是任意的，只有子的道角量（道半径r和子量m的乘）足下列条件的道才是允的．hn=1，2，3，⋯mrn2⑵原子的能公式Eme4E1，其中Eme413.6eV。n802h2

2、n21n21802h22．物的二象性不确定关系1924年，德布意从光的波粒二象性推断物粒子，如子、子等也具有波性，即物粒子也具有二象性．同物粒子相系的波称德布意波，其波hh。pm量子理的展揭示出要同出微物体的位置和量，其精密度是有一定限制的．个限制来源于物的二象性．海森伯从量子理推理，量一个微粒的位置，如果不确定范是x，那么同得其量也有一个不确定范p，x与p的关系h，此式称海森伯不确定关px42系，其中h普朗克常数．不确定关系是普遍原理，也存在于能量与之一个体系（例如原子体系）1/22个人整理精品文档，仅供个人学习使用处

3、于某一状态，如果时间有一段△t不确定，那么它的能量也有一个范围E不确定，二者的乘积有如下关系：Et23．原子核的基本性质与核反应⑴质能方程、质量亏损和原子核的结合能爱因斯坦由相对论得出的质能方程为Emc2，如果物质的质量增加m，则其能量也相应增加E，反之亦然，即有Emc2。在原子核中，原子核由核子组成，但原子核的质量却小于核内核子质量之和，原子核的质量M与组成它的核子质量总和的差值称为质量亏损．m(ZmpNmn)M核由上面得知，自由核子在结合成原子核时能量减少了Emc2，即有能量释放出来，这能量即为该核的结合能．⑵核反应

4、方程和核反应能原子核反应是原子核受一个粒子撞击而放出一个或几个粒子的过程．核反应过程遵守下列守恒定律：①电荷守恒；②核子数守恒；③动量守恒；④总质量和联系的总能量守恒等．利用这些守恒定律，可以写出核反应方程式．核反应能Q定义为反应后粒子的动能超出反应前粒子动能的差值．根据总质量和联系的总能量守恒，由反应前后核和粒子的静质量可得出反应能Q的计算公式，根据动量守恒，也可由人射粒子和出射粒子的动能及这两种粒子运动方向的夹角θ值得出反应能Q。4．基本粒子的探索基本粒子之间的相互作用有四种：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和万

5、有引力相互作用．除了电磁相互作用的传播子光子和万有引力作用的传播子g(尚未发现)外，其余所有的粒子按它们之间的相互作用可分为两类：2/22个人整理精品文档，仅供个人学习使用强子：参与强相互作用的粒子，强子又分为重子（核子、超子）和介子两类，质子（为核子）是最早发现的强子，强子具有内部结构．轻子：不参与强相互作用的粒子，电子是最早发现的轻子，实验表明，轻子是点粒子，迄今尚未发现它有任何结构．每一种基本粒子都有自己的反粒子，正反粒子相遇时，会发生湮灭现象，如即电子与正电子相遇时，会湮灭产生两个光子．1963-1964年间，盖

6、尔曼提出了夸克模型．1965-1966年，我国的一批理论物理学家提出了与此类似的“层子”模型．现在，这两种名称（夸克和层子）常常并提，下面我们还用夸克这一名称．有六种不同的夸克，分别是上夸克（u）、下夸克（d)、奇异夸克（s)、桀夸克（c)、底夸克（b)和顶夸克（t)。夸克模型认为所有的重子都是由三种夸克组成，所有反重子都是由三种反夸克组成，所有介子都是由一种夸克和一种反夸克组成．但是，单独的夸克至今未曾测到，这还有待于人们进一步去探索．二、方法演练类型一、利用玻尔的三个量子化假设来求解类氢离子和类氢原子的问题。例1．原

7、子核俘获一个1子（1子质量是电子质量的207倍，电荷与电子相同）形成原子，应用玻尔理论于原子。假设原子核静止。试求：（1）1子的第一轨道半径。已知原子核的质子数为Z，氢原子的第一玻尔轨道半径a00.5291010m。（2）电离能。（3）从第二轨道到第一轨道跃迁时所放射的光子的波长。（4）设原子核的质量数A=2Z（即中子数N等于质子数Z），问当A大于什么值时，1子轨道将进人原子核内。已知原子核半径的公式为R1.210151A3m。分析和解：（1）对这个问题的分析如同类氢离子的情形完全一样。设1子质量为3/22个人整理精品文

8、档，仅供个人学习使用m(m207me)，处在第n条轨道上，其半径为rn，速度为n，能量为En，根据库仑mn2ze2定律和牛顿定律，有40rn2rn1原子体系的能量为Enm22ze2n40rn应用玻尔量子化条件，有mnrnnh(n1,2,3,)2从以上三式可求出1子量子化的轨道半径和量子化的能量公式为22rn420n