高三物理一轮复习课件--原子结构和与原子核
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2023届高考人教版物理一轮复习课件：近代物理-原子核及核反应
1.5×107 K,不断进行着氢核聚变成氦核的反应,是一个巨大的热核反应堆,
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：选修3-5 第2讲 原子结构 原子核(84张ppt)
随堂基础演练
活页限时训练
【知识存盘】 一、原子的核式结构
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 方向前进，但有少
数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也
【知识存盘】
1．核力
核子间的作用力．核力是 短程 强引力，作用范围在 的核子间发生作用． 1.5×10－15 m之内，只在 相邻 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．
考纲自主研读
考点互动探究
随堂基础演练
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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
的元素叫
是 α射线
放射性
元素．
、 γ射线
(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别 、 β射线 ．
考纲自主研读
考点互动探究
随堂基础演练
活页限时训练
(4)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有 天然 放射性同位素和 人工 放射
性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．
②应用：消除静电、工业探伤、作 示踪原子
考纲自主研读
考点互动探究
随堂基础演练
活页限时训练
14 N＋4He→17O＋1H 7 2 8 1
(卢瑟福发现质子)
4 9 12 1 2He＋4Be→ 6 C＋0n
人 工 转 变
人工 控制
(查德威克发现中子)
27 Al＋4He→30P＋1n 13 2 15 0
物理大一轮复习讲义5第十三章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第讲含答案
第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1．黑体与黑体辐射（1)黑体:如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体．(2）黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．2．普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν。
二、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．2．光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．(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)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4）当入射光的频率大于等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说:光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν。
(2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值．(3)最大初动能：发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．(4）光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0。
②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．三、光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2）粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性,又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波（1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．（2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ＝错误!，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．(×)(2)要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√）(3）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．（×）（4）光的频率越高，光的粒子性越明显,但仍具有波动性．（√）(5）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．(×）（6）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．(√)(7）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．(√）2．（多选）如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（)图1A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电答案BC3．（多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应,选项C错误；根据hν－W逸＝错误!mv2可知,增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D正确．4．有关光的本性，下列说法正确的是(）A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案D5．黑体辐射的规律如图2所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都________（填“增大”“减小"或“不变)，辐射强度的极大值向波长________（填“较长"或“较短”）的方向移动．图2答案减少较长解析由题图可知,随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。
高中物理高考物理一轮复习12 3原子核与核反应课件新人教版201908021199
12．3 原子核与核反应
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
关于半衰期，以下说法正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下一个 D．氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是 否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确为 D 项．
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
关于半衰期，以下说法正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下一个 D．氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是 否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确为 D 项．
2024届高考一轮复习物理课件(新教材鲁科版)：原子结构、原子核
提升 关键能力
1.两类能级跃迁 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发射光子. 光子的频率 ν＝ΔhE＝E高－h E低. (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量. ①吸收光子的能量必须恰好等于能级差hν＝ΔE.(注意：当入射光子能量 大于该能级的电离能时，原子对光子吸收不再具有选择性，而是吸收以 后发生电离) ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE.
3.三种射线的比较
名称 构成 符号 电荷量
α射线 __氦__核 42H
＋2e
β射线 _电__子__ －01e
－e
γ射线 光子 γ
0
质量 电离能力 贯穿本领
4u 1 1 837 u
0
最_强__ 较强 最_弱__
最_弱___ 较强
最_强___
4.原子核的衰变 (1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种 原子核 的变化 称为原子核的衰变. (2)α衰变、β衰变
衰变后两个新核速度方向相反，受力方向也相反， 根据左手定则可判断出两个粒子带同种电荷， 所以衰变是α衰变，衰变后的新核由洛伦兹力提供向心力， 有 Bqv＝mvr2，可得 r＝mqBv， 衰变过程遵循动量守恒定律，即mv相同， 所以电荷量与半径成反比，有q1∶q2＝r2∶r1， 但无法求出质量比，故A、D错误，B、C正确.
2.氢原子光谱 (1)光谱：用棱镜或光栅可以把光按波长(频率)展开，获得光的 波长(频率) 和强度分布的记录，即光谱. (2)光谱分类： ①线状谱是一条条的 亮线 . ②连续谱是连在一起的 光带 .
(3)氢原子光谱的实验规律： ①巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R∞212－n12(n ＝3,4,5，…)，R∞是里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1，n 为量子数，此公 式称为巴耳末公式. ②氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关 系式.
高三物理一轮复习课件122原子结构与原子核共54页
的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十四章第3节 原子核
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
【解析】
设发生 m 次 α 衰变、n 次 β 衰变．由电
荷数、质量数守恒以及 α、β 衰变规律列出以下方程． 238＝222＋4m 92＝86＋2m－n 解得 m＝4，n＝2. 即发生 4 次 α 衰变，2 次 β 衰变．
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
β 射线 高速电子 流 －e mp 1840
－1
γ 射线 光子流(高 频电磁波) 0 静止质量为 零 γ c
0
e
0.1c
0.99c
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
在电磁场 中 贯穿本领
偏转 最弱 用纸能挡 住
偏转 较强 能穿透几 毫米的铝 板 较弱
不偏转 最强 能穿透几厘 米的铅板
贯穿实例
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
一、原子核衰变规律、核反应方程的书写 规律方法
－4 4 1．α 衰变规律：AX→A－2 Y＋2He Z Z
发生一次 α 衰变，新核的质量数减少 4，电荷数减少 2.
第十四章
第3节
高考调研
A A 2．β 衰变规律：Z X→Z＋1Y＋－01e
高三物理（新课标版）
第十四章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内 部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强) 或化学状态(如单质、化合物)无关． 【重点提示】 半衰期是对大量的放射性原子核用
统计规律而得出的．对少量的原子核半衰期无意义．
第十四章
第3节
2021年浙江高考物理复习课件：专题十六 原子结构和原子核
得多。(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内。在大于0.8×10-15 m 时,核力表现为引力,超过1.5×10-15 m时核力急剧下降几乎消失;在小于0.8× 10-15 m时核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起。(3)每个核子只跟相 邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性。无论是质子间、中 子间、质子和中子间均存在核力。 自然界中的四种基本相互作用力:万有引力、电磁力、强相互作用力、弱 相互作用力。 2.结合能:原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开也需要 能量。核反应中为把核子分开而需要的能量称为原子核的结合能。 3.质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质 量亏损。 4.质能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。
和原子核数,m和N表示衰变后的质量和原子核数,n表示半衰期数,则
m= m0
2n
-t
=m0·2 τ
,
N=
N0 2n
-t
=N0·2 τ
。
五、核反应
1.核力
原子核由质子和中子组成,质子和中子是靠强大的核力结合在一起的。
核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。
核力的特点:(1)核力是强相互作用力,在它的作用范围内,核力比库仑力大
A Z
X经过n次α衰变m次β衰变后,变成
稳定的新元素
A' Z'
Y,则表示核反应的方程为
2
2r
③电子运动周期T=
2πr v
=2π
me r 3 ke2
;
④电子在半径为r的轨道上所具有的电势能Ep=-ke2/r;
⑤等效电流I= e 。
T
由以上各式可见,电子绕核运动的轨道半径越大,电子的运行速率越小,动
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物理
第3节 原子结构和与原子核
3．(2015·浙江自选模块)玻尔氢原子模型
成功解释了氢原子光谱的实验规律，
氢原子能级图如图 13-3-6 所示。当
氢原子从 n＝4 的能级跃迁到 n＝2 的
能级时，辐射出频率为________Hz
的光子，用该频率的光照射逸出功为
图 13-3-6
2.25 eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV。
图 13-3-4
物理
第3节 原子结构和与原子核
(2)能级图中相关量意义的说明：
相关量
意义
能级图中的横线
表示氢原子可能的能量状态—— 定态
横线左端的数字“1,2,3…” 表示量子数
横线右端的数字“－13.6， －3.4…”
表示氢原子的能量
相邻横线间的距离
表示相邻的能量差，量子数越大 相邻的能量差越小，距离越小
光谱。
(×)
(5)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。
( ×)
物理
第3节 原子结构和与原子核
(6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究
阴极射线发现电子开始的。
(√)
(7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。 (×)
(8)如果某放射性元素的原子核有 100 个，经过一个半衰期后还
原表示衰变前的
放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变
的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期。
物理
第3节 原子结构和与原子核
(2)半衰期的物理意义： 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性 元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有 的差别很大。 (3)半衰期的适用条件： 半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总 结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。
剩 50 个。
( ×)
(9)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。 ( × )
物理
第3节 原子结构和与原子核
要点一 原子的核式结构 1．汤姆孙原子模 (1)电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极 射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在 整个原子球体中，而带负电的电子则一粒粒镶嵌在球内。
物理
第3节 原子结构和与原子核
2．(2013·福建高考)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，金箔中的原子
核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个 α 粒子经
历金箔散射过程的径迹，其中正确的是
()
图 13-3-2
物理
第3节 原子结构和与原子核
解析：本题考查卢瑟福 α 粒子散射实验，意在考查考生对该 实验的认识。α 粒子与原子核均带正电荷，所以 α 粒子受到 原子核的作用力为斥力，据此可排除选项 A、D；α 粒子不 可能先受到吸引力，再受到排斥力，选项 B 错误。 答案：C
物理
第3节 原子结构和与原子核
解析：卢瑟福根据 α 粒子散射实验，提出了原子核式结构模 型，选项 A 正确，B 错误；电子质量太小，对 α 粒子的影 响不大，选项 C 错误；绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本 上仍沿原方向前进，D 错误。 答案：A
物理
第3节 原子结构和与原子核
要点二 能级跃迁 1．对氢原子能级图的理解 (1)能级图如图 13-3-4 所示。
物理
2．α 粒子散射实验 (1)α 粒子散射实验装置
第3节 原子结构和与原子核
图 13-3-1 (2)α 粒子散射实验的结果：绝大多数 α 粒子穿过金箔后基 本上仍沿原来的方向前进，但少数 α 粒子穿过金箔后发生了大 角度偏转，极少数 α 粒子甚至被“撞了回来”。
物理
第3节 原子结构和与原子核
3．原子的核式结构模型 (1)α 粒子散射实验结果分析 ①核外电子不会使 α 粒子的速度发生明显改变。 ②汤姆孙模型不能解释 α 粒子的大角度散射。 ③绝大多数 α 粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部 分是空的；少数 α 粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部 集中存在着对 α 粒子有斥力的正电荷；极少数 α 粒子甚至被 “撞了回来”，反映了个别 α 粒子正对着质量比 α 粒子大得 多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
最弱，用 较强，能穿透几毫 纸能挡住 米的铝板
对空气的电离 作用
很强
较弱
γ射线 c(光速) 不偏转 最强，能 穿透几厘 米的铅板
很弱
物理
第3节 原子结构和与原子核
3．α 衰变、β 衰变的比较
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
A X→ A4 Y＋4 He
Z
Z 2
2
A X→ A Y＋ 0 e
Z
Z+1
1
第3节 原子结构和与原子核
第 3 节 原子结构和与原子核
物理
第3节 原子结构和与原子核 物理
第3节 原子结构和与原子核
(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。
(√ )
(2)核式结构学说是卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上提出的。
(√ )
(3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。
(√)
(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级
跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em －En
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第3节 原子结构和与原子核
2．两类能级跃迁 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 光子的频率 ν＝ΔhE＝E高－h E低。 (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差 hν＝ΔE。 ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可， E 外≥ΔE。 ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。
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第3节 原子结构和与原子核
解析：根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从 n＝ 2 能级跃迁到 n＝1 的能级时，辐射光的波长一定小于 656 nm， 因此 A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光 子，可知 B 选项错误，D 选项正确；一群处于 n＝3 能级上的 氢原子向低能级跃迁时可以产生 3 种频率的光子，所以 C 选项 正确。 答案：CD
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2．(多选)(2014·山东高考)氢原子能级如图 13-3-5， 当氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级时，辐射 光的波长为 656 nm。以下判断正确的是( ) A．氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的能级时，辐 射光的波长大于 656 nm B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 图 13-3-5 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级 C．一群处于 n＝3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生 3 种谱线 D．用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从 n＝2 跃迁 到 n＝3 的能级
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第3节 原子结构和与原子核
[多角练通] 1．原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光
子。例如在某种条件下，铬原子的 n＝2 能级上的电子跃迁到
n＝1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给
n＝4 能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效
应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子
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3．如图 13-3-3 是卢瑟福的 α 粒子散射实验装置，在一个小铅 盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的 α 粒子从铅盒的 小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在 荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 ( )
图 13-3-3 A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C．α 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D．绝大多数的 α 粒子发生大角度偏转
方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放
射性元素 AX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成稳定的新 Z
元素 A Y，则表示该核反应的方程为 A X→ A Y＋n4 He＋m 0 e。
Z
Z
Z
2
1
根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程
A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m
由以上两式联立解得 n＝A－4A′，m＝A－2A′＋Z′－Z
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3．谱线条数的确定方法 (1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。 ①用数学中的组合知识求解：N＝Cn2＝nn2－1。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各 种可能情况一一画出，然后相加。
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(2)原子的核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正 电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外 绕核旋转。 (3)核式结构模型的局限性 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释 α 粒子散射实 验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
2个质子和2个中子结 1个中子转化为1个质 衰变实质 合成一个整体射出 子和1个电子
21H＋21 n→4 He
1
0
2
1 n→1H＋ 0 e
0
1
1
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衰变类型
α衰变
β衰变
匀强磁场中轨迹 形状
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
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4．衰变次数的确定方法
(电子电荷量 e＝1.60×10－19C，普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s)
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3．(2015·浙江自选模块)玻尔氢原子模型
成功解释了氢原子光谱的实验规律，
氢原子能级图如图 13-3-6 所示。当
氢原子从 n＝4 的能级跃迁到 n＝2 的
能级时，辐射出频率为________Hz
的光子，用该频率的光照射逸出功为
图 13-3-6
2.25 eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV。
图 13-3-4
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(2)能级图中相关量意义的说明：
相关量
意义
能级图中的横线
表示氢原子可能的能量状态—— 定态
横线左端的数字“1,2,3…” 表示量子数
横线右端的数字“－13.6， －3.4…”
表示氢原子的能量
相邻横线间的距离
表示相邻的能量差，量子数越大 相邻的能量差越小，距离越小
光谱。
(×)
(5)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。
( ×)
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(6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究
阴极射线发现电子开始的。
(√)
(7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。 (×)
(8)如果某放射性元素的原子核有 100 个，经过一个半衰期后还
原表示衰变前的
放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变
的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期。
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(2)半衰期的物理意义： 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性 元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有 的差别很大。 (3)半衰期的适用条件： 半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总 结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。
剩 50 个。
( ×)
(9)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。 ( × )
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要点一 原子的核式结构 1．汤姆孙原子模 (1)电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极 射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在 整个原子球体中，而带负电的电子则一粒粒镶嵌在球内。
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2．(2013·福建高考)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，金箔中的原子
核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个 α 粒子经
历金箔散射过程的径迹，其中正确的是
()
图 13-3-2
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解析：本题考查卢瑟福 α 粒子散射实验，意在考查考生对该 实验的认识。α 粒子与原子核均带正电荷，所以 α 粒子受到 原子核的作用力为斥力，据此可排除选项 A、D；α 粒子不 可能先受到吸引力，再受到排斥力，选项 B 错误。 答案：C
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解析：卢瑟福根据 α 粒子散射实验，提出了原子核式结构模 型，选项 A 正确，B 错误；电子质量太小，对 α 粒子的影 响不大，选项 C 错误；绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本 上仍沿原方向前进，D 错误。 答案：A
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要点二 能级跃迁 1．对氢原子能级图的理解 (1)能级图如图 13-3-4 所示。
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2．α 粒子散射实验 (1)α 粒子散射实验装置
第3节 原子结构和与原子核
图 13-3-1 (2)α 粒子散射实验的结果：绝大多数 α 粒子穿过金箔后基 本上仍沿原来的方向前进，但少数 α 粒子穿过金箔后发生了大 角度偏转，极少数 α 粒子甚至被“撞了回来”。
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3．原子的核式结构模型 (1)α 粒子散射实验结果分析 ①核外电子不会使 α 粒子的速度发生明显改变。 ②汤姆孙模型不能解释 α 粒子的大角度散射。 ③绝大多数 α 粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部 分是空的；少数 α 粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部 集中存在着对 α 粒子有斥力的正电荷；极少数 α 粒子甚至被 “撞了回来”，反映了个别 α 粒子正对着质量比 α 粒子大得 多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
最弱，用 较强，能穿透几毫 纸能挡住 米的铝板
对空气的电离 作用
很强
较弱
γ射线 c(光速) 不偏转 最强，能 穿透几厘 米的铅板
很弱
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3．α 衰变、β 衰变的比较
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
A X→ A4 Y＋4 He
Z
Z 2
2
A X→ A Y＋ 0 e
Z
Z+1
1
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(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。
(√ )
(2)核式结构学说是卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上提出的。
(√ )
(3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。
(√)
(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级
跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em －En
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2．两类能级跃迁 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 光子的频率 ν＝ΔhE＝E高－h E低。 (2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。 ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差 hν＝ΔE。 ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可， E 外≥ΔE。 ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。
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解析：根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从 n＝ 2 能级跃迁到 n＝1 的能级时，辐射光的波长一定小于 656 nm， 因此 A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光 子，可知 B 选项错误，D 选项正确；一群处于 n＝3 能级上的 氢原子向低能级跃迁时可以产生 3 种频率的光子，所以 C 选项 正确。 答案：CD
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2．(多选)(2014·山东高考)氢原子能级如图 13-3-5， 当氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级时，辐射 光的波长为 656 nm。以下判断正确的是( ) A．氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的能级时，辐 射光的波长大于 656 nm B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 图 13-3-5 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级 C．一群处于 n＝3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生 3 种谱线 D．用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从 n＝2 跃迁 到 n＝3 的能级
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[多角练通] 1．原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光
子。例如在某种条件下，铬原子的 n＝2 能级上的电子跃迁到
n＝1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给
n＝4 能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效
应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子
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第3节 原子结构和与原子核
3．如图 13-3-3 是卢瑟福的 α 粒子散射实验装置，在一个小铅 盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的 α 粒子从铅盒的 小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在 荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 ( )
图 13-3-3 A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C．α 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D．绝大多数的 α 粒子发生大角度偏转
方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放
射性元素 AX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成稳定的新 Z
元素 A Y，则表示该核反应的方程为 A X→ A Y＋n4 He＋m 0 e。
Z
Z
Z
2
1
根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程
A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m
由以上两式联立解得 n＝A－4A′，m＝A－2A′＋Z′－Z
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3．谱线条数的确定方法 (1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。 ①用数学中的组合知识求解：N＝Cn2＝nn2－1。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各 种可能情况一一画出，然后相加。
物理
第3节 原子结构和与原子核
(2)原子的核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正 电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外 绕核旋转。 (3)核式结构模型的局限性 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释 α 粒子散射实 验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
2个质子和2个中子结 1个中子转化为1个质 衰变实质 合成一个整体射出 子和1个电子
21H＋21 n→4 He
1
0
2
1 n→1H＋ 0 e
0
1
1
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衰变类型
α衰变
β衰变
匀强磁场中轨迹 形状
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
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4．衰变次数的确定方法
(电子电荷量 e＝1.60×10－19C，普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s)