(高考必背)原子物理和热学知识点总结
高考物理原子物理知识点

高考物理原子物理知识点高考物理原子物理知识点:1. 元素的构成:原子是物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。
质子带正电荷,质量约为1.67x10^-27 kg;中子不带电荷,质量约为1.67x10^-27 kg;电子带负电荷,质量约为9.11x10^-31 kg。
2. 原子核结构:原子核是由质子和中子组成的,质子数称为原子序数(Z),中子数称为中子数(N)。
原子核的相对质量约为质子和中子质量之和的2000倍,核半径约为1x10^-15 m。
3. 原子的电子结构:根据量子力学理论,电子在原子中分布在能级轨道上。
能级越高,能量越大。
原子的电子结构可用电子排布规则(如阿贝尔规则、泡利不相容原理、洪特规则)来描述。
4. 常见粒子的特性:α粒子为带2倍正电荷的氦核,具有较大质量和能量;β粒子分为β+粒子(正电子)和β-粒子(电子),它们是由原子核中的质子或中子发生转化而产生的;γ射线为电磁波,无电荷、无质量,具有很高的穿透能力。
5. 放射性衰变:放射性元素具有不稳定的原子核,通过放射性衰变放出高能辐射。
常见的放射性衰变类型有α衰变、β衰变和γ衰变。
6. 核反应与核能:核反应是指核的变化过程,可分为裂变和聚变。
核能是核反应释放出的能量,具有很高的能量密度。
目前,核裂变用于发电,而核聚变仍处于研究阶段。
7. 半衰期:半衰期是指放射性物质在衰变过程中,其活度减少到初始活度的一半所需的时间。
不同放射性物质具有不同的半衰期,可用来判断物质的放射性强度和使用寿命。
8. 量子力学概念:量子力学是研究微观粒子行为的理论框架。
量子力学描述了微观粒子的双重性质,即粒子和波动性的统一性。
常见的量子力学概念包括波函数、不确定性原理、叠加态等。
9. 布居数分析:布居数分析是指根据原子能级和电子排布规则,推导出原子的电子结构和能级布居情况的方法。
布居数分析有助于理解原子的电子构型和性质。
10. 原子物理应用:原子物理在现代科技中有广泛的应用,如核能利用、医学放射治疗、核磁共振成像、半导体器件等。
高考物理原子必考知识点总结

高考物理原子必考知识点总结在高考物理考试中,原子物理是一个必考的知识点。
了解原子物理的基本概念和相关原理,掌握一些基本计算方法,对于顺利完成物理题目至关重要。
本文将对高考物理原子必考的知识点进行总结。
1. 原子结构原子结构是原子物理的基础。
原子由质子、中子和电子组成。
质子和中子构成了原子核,而电子围绕在原子核外部的轨道上。
2. 质子数和电子数质子数通常等于电子数,一个稳定的原子内,正电荷和负电荷相等,使得原子整体是电中性的。
3. 同位素和质量数同位素是指具有相同质子数但质量数不同的原子。
质量数是指原子核中质子和中子的总数。
4. 原子的电离原子发生电离意味着它失去或获得电子。
当原子失去电子时,它会变成正离子;当原子获得电子时,它会变成负离子。
电离过程对于理解离子化合物的形成和电解质的行为至关重要。
5. 原子核的稳定性原子核的稳定性决定了原子是否具有放射性。
通过了解原子核的稳定性规律,可以判断某个核素是否具有放射性以及它的衰变方式。
6. 放射性衰变放射性衰变是指原子核自发地转变为另一种原子核的过程。
常见的放射性衰变有α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出一个α粒子,质量数减少4、原子序数减少2;β衰变是指原子核衰变成另一个元素,电子从原子核中发射出来;γ衰变是指原子核释放出γ射线,改变的只是能量状态而不改变原子核本身。
7. 原子能级和能级跃迁原子的电子在不同的能级上存在。
原子的电子可以吸收或释放能量,从一个能级跃迁到另一个能级。
这种能级跃迁是光谱学研究的基础,也是激光产生的原理之一。
8. 粒子的波粒二象性粒子的波粒二象性是指微观粒子既可以表现出粒子性质,又可以表现出波动性质。
通过对粒子的物态描述和双缝干涉实验等现象的解释,可以更好地理解物质微观本质。
9. 干涉和衍射干涉是指两个或多个波的叠加现象。
光的干涉在涉及光的波动性质的实验中经常发生。
衍射是波在穿过障碍物或经过边缘时产生的弯曲和扩散现象。
高中物理原子物理知识点总结

高中物理原子物理知识点总结在高中物理的学习中,原子物理是一个重要且富有挑战性的部分。
它为我们打开了微观世界的神秘大门,让我们对物质的本质和结构有更深入的理解。
下面就让我们一起来梳理一下这部分的重要知识点。
一、原子结构1、汤姆孙的枣糕模型汤姆孙认为原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,电子像枣糕中的枣子一样镶嵌在其中。
2、卢瑟福的核式结构模型通过α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
该模型认为,在原子的中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
3、玻尔的原子模型玻尔在卢瑟福模型的基础上,引入了量子化的概念。
他提出了三条假设:(1)定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,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。
(2)跃迁假设:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定。
(3)轨道量子化假设:原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
二、氢原子光谱1、连续光谱由炽热的固体、液体和高压气体产生,其光谱是连续分布的。
2、线状光谱(明线光谱)由稀薄气体发光产生,其光谱是一些不连续的亮线。
3、氢原子光谱氢原子的光谱是线状光谱,在可见光区域内,有四条比较明显的谱线,分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ 表示。
三、原子核1、原子核的组成原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。
2、同位素具有相同质子数而中子数不同的原子核互称为同位素。
同位素的化学性质相同,但物理性质可能不同。
3、核力把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核的力称为核力。
核力是一种短程强相互作用力。
4、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,需要能量,这就是原子核的结合能。
5、比结合能原子核的结合能与核子数之比,称为比结合能。
广东高考物理 热学、原子物理基本知识点

液体表面张力的日常实例:吹泡泡,小昆虫在水面,荷叶上的水珠、不粘锅等固体分为晶体和非晶体,基本区别是是否有一定的熔点。
晶体分为单晶体和多晶体。
单晶体具有各向异性和规则的外形特征。
晶体有:石英、食盐、萘,冰,各种金属、石墨,金刚石非晶体:玻璃、沥青、石蜡、橡胶、松香近代物理光电效应现象, 实验装置,爱因斯坦光电效应方程:总结出四个规律:①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应;低于这个极限频率的光不能产生光电效应。
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入射光照到金属上时,光子的发射几乎是瞬时的,④当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比。
(光强度由光子数目决定)七色光的频率高低关系:红光频率低,紫光频率高原子结构(三个模型)1.汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现电子,使人们认识到原子有复杂结构。
从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。
3.玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数n叫量子数)三条假设定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量.。
(本假设是针对原子稳定性提出的)跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定。
hν =E m-E n) (本假设针对线状谱提出)能量和轨道量子化--定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出,是能级假设的补充)玻尔理论的局限性。
高考物理原子常考知识点

高考物理原子常考知识点介绍物理是高考科目中的一项重要内容,也是考生们备考中需要重点掌握的部分。
而在物理中,原子是一个基础且常考的知识点。
本文将介绍高考物理中常考的原子知识点,并探讨其相关理论和应用。
1. 原子的组成原子是物质的基本单位,由原子核和电子构成。
原子核位于原子的中心,由质子和中子组成,质子带有正电荷,中子带有中性。
电子则环绕在原子核外部,带有负电荷。
电子的数量决定了原子的化学性质。
2. 原子序数和质量数原子序数表示了一个元素中的质子和电子的数量,也决定了元素的化学性质。
质量数表示了一个原子中质子和中子的总数。
在元素周期表中,原子序数决定了元素的位置。
3. 原子的稳定性和放射性原子中的质子和中子的数量决定了其稳定性。
一些原子可能具有不稳定的核,会发生放射性衰变,释放出射线。
这种放射性现象可以应用于核能和医学等领域。
4. 原子的能级和光谱原子内部的电子会分布在不同的能级上,能级越高,电子越容易受到外部能量的激发。
当电子从高能级跃迁到低能级时,会释放出特定波长的光,形成光谱。
通过光谱分析,可以了解原子的组成和结构。
5. 原子核的结构原子核中的质子和中子排列成特定的结构,通常以原子核符号进行表示。
例如,氢的原子核符号是1H,表示其原子核中有一个质子。
通过对原子核结构的研究,人们可以深入了解物质的构成和性质。
6. 原子核的衰变一些原子核比较不稳定,会发生衰变过程。
常见的原子核衰变方式有α衰变、β衰变和γ衰变。
这些衰变过程具有特定的特征和放射性效应,对核能和医学诊疗产生了重要影响。
7. 原子核的裂变与聚变核裂变是指原子核分裂成两个或多个较小的核片段,释放出大量能量。
而核聚变则是指将两个轻核聚合成一个较重的核,同样会释放巨大能量。
核裂变与聚变都具有巨大的能量释放,是核能利用与核武器制造的基础。
结论原子是高考物理中常考的重要知识点,它是物质世界的基本单位,对物质的性质和结构有着重要影响。
理解原子的组成、稳定性、放射性、能级、光谱、核结构、衰变以及裂变与聚变等方面的知识,对于理解物质的本质和应用具有重要意义。
高考必考的原子物理知识点

高考必考的原子物理知识点原子物理是一项重要知识点,涵盖了原子结构、原子核、放射性衰变等内容。
掌握了这些知识,不仅能够理解物质的基本组成和性质,还能够了解核能的利用和放射性核素的应用。
一、原子结构原子是物质的最小单位,由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子核中,电子绕着核外的轨道运动。
原子核带有正电荷,电子带有负电荷,因此原子是电中性的。
原子编号是根据原子核中质子的数量来确定的,也称为原子序数。
质子数相同的原子称为同位素,不同原子编号的元素称为同位素。
同位素具有相同的化学性质,但原子量不同。
二、原子核原子核是原子中最重要的部分,它由质子和中子组成。
质子质量约为1.67×10^-27千克,带有正电荷,中子质量约为1.67×10^-27千克,不带电。
原子核的质量主要由质子和中子的质量决定,原子核的体积相对较小。
原子核的结构决定了元素的化学性质和核反应的性质。
通过改变原子核的结构,可以实现核反应和核能利用。
三、放射性衰变放射性衰变是指具有不稳定原子核的放射性物质,在一段时间后自行分解和消失,同时释放能量和粒子的过程。
放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ射线。
α衰变是指放射性核素发射氦离子的过程,其中原子核的质量数减小4,原子序数减小2。
β衰变则是放射性核素在放射出电子或正电子的同时,质量数不变而原子序数增加1。
γ射线是高能量电磁辐射,不带电,能够穿透物质。
放射性核素的衰变速率可以用半衰期来衡量。
半衰期是指在衰变过程中,原子核数量减少到初始数量的一半所需的时间。
不同放射性核素的半衰期不同,可以从几秒钟到几十亿年。
四、核能利用与放射性应用核能是从原子核中释放出的巨大能量。
核能可以通过核裂变和核聚变来获得。
核裂变是指重原子核在被撞击或吸收中子后分裂成两个较轻的核的过程,释放出大量能量和中子。
核聚变则是多个轻原子核结合成更重的核,释放出巨大能量。
核能的利用包括核电站的运行和核武器的制造。
核电站将核能转化为电能,以供应电力。
高考物理原子物理知识点

高考物理原子物理知识点原子物理是物理学中的重要分支之一,研究物质的最基本单元——原子的性质和行为。
它探索着物质的微观结构和相互作用,为研究和应用现代科学和技术提供了基础。
本文将介绍几个高考物理中的重要原子物理知识点。
第一个知识点是原子的结构。
根据科学家对原子的研究,我们目前通常认为原子由原子核和绕核运动的电子组成。
原子核位于整个原子的中心,其中主要包含质子和中子;而电子则分布在原子核外层的电子壳层中。
质子和中子带有电荷,但电荷相互抵消,使得原子整体呈现中性。
第二个知识点是原子的质量和电荷。
质子和中子的质量很接近,都是大约1.67×10^-27千克。
质子带有正电荷,其电荷量为1.6×10^-19库仑;而中子是中性的,不带电荷。
电子的质量远小于质子和中子,约为9.11×10^-31千克,其带有负电荷,电荷量与质子相等。
第三个知识点是元素的周期法则。
根据原子核中质子的数量不同,每个元素的原子核都有不同的质子数。
这也决定了元素的原子序数,即元素周期表中的元素顺序。
元素的原子核中的中子数量可以有所变化,从而形成同一元素的不同同位素。
元素的原子核外电子的数量与元素的化学性质有关,这决定了元素在化学反应中的行为。
第四个知识点是原子的能级结构。
根据量子力学理论,原子的电子只能处于特定的能级上,每个能级可以容纳一定数量的电子。
这些能级按照从内到外的次序分布在原子的电子壳层中。
当电子吸收或释放能量时,电子可以跃迁到更高或更低的能级。
原子的能级结构解释了许多原子现象,如光的发射和吸收,以及原子的化学反应。
最后一个知识点是原子核的稳定性和放射性。
原子核中质子和中子的数量不同决定了原子核的稳定性。
当原子核中的质子和中子比例合适时,原子核相对稳定;但当比例失衡时,原子核会变得不稳定,可能发生放射性衰变。
放射性衰变可以释放出能量和粒子,包括α粒子、β粒子和γ射线。
放射性是一种重要的物理现象,也在医学、能源等领域中得到了广泛应用。
高考原子物理常考知识点

高考原子物理常考知识点原子物理是高考物理中的重要内容,它涵盖了原子的结构、原子核的性质、放射性等多个知识点。
掌握了这些知识,不仅可以帮助我们解答试题,还能对我们理解现实世界中的物质变化和发展具有重要意义。
本文将从三个主要方面介绍高考原子物理的常考知识点。
一、原子的结构原子的结构是研究原子物理的基础,它由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子核中,电子则在原子核外围的轨道上运动。
质子的质量和电荷分别为1和+1,中子没有电荷,而电子的质量很小,电荷为-1。
根据电子的能级差异,我们可以将电子分为K层、L层、M层等,电子的规则排布遵循奥布规则。
二、原子核的性质原子核是原子的核心,它由质子和中子组成。
原子核的直径很小,但是它却集中了原子的绝大部分质量和正电荷。
质子具有相互排斥的电荷,然而原子核为何能够稳定存在呢?这是因为质子和中子之间存在着强相互作用力,它可以克服质子之间的排斥作用。
在物理中,我们通过质子的质量数和原子序数来描述一个核。
质量数等于质子数加中子数,原子序数等于质子数。
常见的核还具有放射性,主要有α衰变、β衰变和γ衰变。
三、放射性放射性是原子物理中的重要现象,它是某些核素发生自发性核变反应而释放出粒子或电磁波的现象。
放射性核素分为α射线、β射线和γ射线。
α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电荷的粒子,它的穿透能力很弱。
β粒子分为β+射线和β-射线,前者是一个正电子,后者是一个带1单位负电荷的高速电子,它们穿透能力比α粒子强。
γ射线是一种电磁波,它的穿透能力最强。
这些放射性现象在核反应和医学诊疗中有着广泛的应用。
综上所述,高考原子物理常考的知识点主要包括原子的结构、原子核的性质和放射性。
了解原子的结构对我们理解物质的微观世界有着重要作用,原子核的性质的理解有助于我们认识核反应和放射性的本质,而放射性则对于核能的利用和医学的发展有着重要的意义。
通过对这些知识点的学习和掌握,我们不仅可以更好地应对高考中的相关题目,还能对我们的知识结构和思维方式产生积极影响。
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原子物理一、波粒二象性1、热辐射:一切物体均在向外辐射电磁波。
这种辐射与温度有关。
故叫热辐射。
特点:1)物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同;即同时辐射各种波长的电磁波,但某些波长的电磁波辐射强度较强,某些较弱,分布情况与温度有关。
2)温度一定时,不同物体所辐射的光谱成分不同。
2、黑体:一切物体在热辐射同时,还会吸收并反射一部分外界的电磁波。
若某种物体,在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波,而不发生反射,这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。
在自然界中,绝对黑体实际是并不存在的,但有些物体可近似看成黑体,例如,空腔壁上的小孔。
注意,黑体并不一定是黑色的。
热辐射特点 吸收反射特点一般物体 辐射电磁波的情况与温度,材料种类及表面状况有关 既吸收,又反射,其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波,不反射黑体辐射的实验规律:1)温度一定时,黑体辐射的强度,随波长分布有一个极大值。
2)温度升高时,各种波长的辐射强度均增加。
3)温度升高时,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。
4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符(维恩、瑞利的解释)。
普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.νεh = )1063.6(34叫普朗克常量s J h ⋅⨯=−。
由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美,这印证了该理论的正确性。
5光电效应:在光的照射下,金属中的电子从金属表面逸出的现象。
发射出来的电子叫光电子。
光电效应由赫兹首先发现。
爱因斯坦指出:① 光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份能量子叫做一个光子.光子的能量为ε=h ν,其中h=6.63×10-34 J ·s 叫普朗克常量,ν是光的频率;② 当光照射到金属表面上时,一个光子会被一个电子吸收,吸收的过程是瞬间的(不超过10-9s )。
电子在吸收光子之后,其能量变大并向金属外逃逸,从而产生光电效应现象;③ 一个电子只能吸收一个光子,不会有一个电子连续吸收多个光子的情况,该过程需要克服金属内部原子束缚做功(逸出功W 0,其大小与金属材料有关),然后才有可能从金属表面飞出。
因此在只有当一个光子能量较大时,电子才会将其吸收并从金属内部飞出,否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。
由能量守恒可得光电效应方程: 0W h E k −=ν④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。
光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。
能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率).截止频率的大小与金属种类有关。
光的强度:单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目。
若ν≥c ν,无论光照强度如何也会有光电效应现象产生若ν<c ν,则无论怎样增加光照强度,也不会有光电效应产生知识拓展之光电管的伏安特性曲线:在光照条件不变时,若正向电压升高,则电路中的光电流会随之变大,当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加,该电流叫饱和电流。
饱和电流大小反映了入射光的强度(光子数目)。
在光照条件不变时,若反向电压升高,则电路中的光电流会随之变小,当反向电压达到某值后,电路中的电流变为零,这个电压叫遏止电压。
遏止电压只与入射光频率有关。
e W e hU c 0−=ν0(W h E k −=ν由)得出和00W h eU E eU c k c −=−=−ν6. 康普顿效应:由于光在介质中与物质微粒相互作用,光的传播方向发生改变的现象,叫光的散射。
在光的散射中,除了有与入射光波长相同的成分外,还有波长更长的光成分,这种现象叫康普顿效应。
康普顿借助于爱因斯坦的光子理论,从光子与电子碰撞的角度对此实验现象进行了圆满地解释:他认为这种现象是由光量子和电子的相互碰撞引起的。
光量子不仅具有能量,而且具有某些类似力学意义的动量,在碰撞过程中,光子把一部分能量传递给电子,减少了它的能量,由能量子公式νεh =可知光的频率减小。
再由λν=c 知波长变长。
总结: 1)由光电效应和康普顿效应知光子具有粒子性。
能量νεh =,动量λh p = (由2mc E =得λλννh h c E mc ===)2)光子既具有波动性又具有粒子性,叫光的波粒二象性。
大量光子易显示出波动性(概率波),少量光子易显示出粒子性。
波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。
波粒二象性中所说的粒子,是指其不连续性,是一份能量。
⚫ 个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。
⚫ ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容易表现出波动性。
⚫ 光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
⚫ 由光子的能量νεh =,光子的动量λh p =也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。
由以上两式和波速公式λν=c 还可以得出:pc =ε。
7. 德布罗意提出: 任何运动着的物体都有一种波与之对应,这种波叫德布罗意波,又叫物质波。
物质波对应的两个量:h εν= p h =λ特点是波长短,不易观察。
注: 1)一切运动的物体都具有波动性; 2)德布罗意波是一种概率波;3)该假说是光子的波粒二象性在一切物质上的推广。
8. 不确定性关系: π4h p x =∆⋅∆ 此式反映微观粒子的坐标和动量不能同时测准。
二、原子结构1、普吕克尔发现阴极射线。
汤姆孙通过进一步研究,发现这些阴极射线是一些带负电粒子。
称为电子。
这使人们认识到原子有复杂结构。
他通过电子在电场和磁场中的偏转测出比荷。
汤姆孙还提出原子的枣糕模型,又叫汤姆孙模型(错误)。
后来密立根通过油滴实验测出电子的电荷量e 。
所有带电体的带电量均是e 的整数倍。
即电荷是量子化的。
2、卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型。
⑴用α粒子轰击金箔现象:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,只有少数α粒子发生了较大的偏转。
这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
(注:实验需在真空中进行)⑵卢瑟福由α粒子散射实验提出原子的核式结构,即在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。
3、氢原子光谱:发射光谱连续光谱连在一起的光带,由连续分布的一切波长的光(一切单色光)组成。
炽热的固体、液体,高压气体光谱为连续谱。
不能用于光谱分析。
明线光谱 分立的亮线,是由游离状态的原子发射的,也叫原子光谱。
稀薄气体光谱或金属蒸气发射光谱均为明线状谱。
实验表明:1)不同元素的原子产生的明线光谱是不同的。
某种物质的原子可由其明线光谱加以鉴别,因此称某种元素原子的明线光谱的谱线为这种元素原子的特征谱线。
2)各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应。
即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的,因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。
3)明线光谱和吸收光谱均可用于鉴别和确定物质的组成成分,这叫光谱分析。
其优点是灵敏度高。
4)氢原子光谱在可见光区域的谱线满足经验公式:叫里德伯常量其中1-722m 1010.1R ...5,4,3),121(1⨯==−=n nR λ玻尔原子模型:氢原子的明线光谱用经典物理无法得到解释,按经典理论,原子应是一个不稳定系统,因为按经典理论,绕核运转的电子不断向外辐射能量,电子将逐渐接近原子核,最后落入原子核内部,原子消失,而实际上原子是一个很稳定的系统。
于是玻尔提出:①电子轨道的量子化: ...3,2,1,12==n r n r n ,r 1=0.53×10-10m.即原子中电子在库仑引力的作用下,绕原子核作圆周运动,电子运行轨道的半径不是任意的。
电子在这些轨道的运行是稳定的,不产生电磁辐射。
②能量量子化:...),3,2,1(21==n nE E n 注:基态能量E 1=-13.6eV 。
当电子在不同的轨道运行时,原子处于不同的状态中,具有不同的能量,这些量子化的能量值叫能级,原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态,能量最低的状态叫基态(最稳定的状态),其他状态叫激发态。
量子力学体系状态发生跳跃式变化的过程叫跃迁。
③电子从某一轨道跃迁到另一轨道上时,原子也便从某一能级跃迁到另一能级,同时这个原子便吸收或放出一个光子。
光子的能量等于两能级的能量差,n m E E h −=ν。
光谱吸收光谱连续谱中出现的暗线。
是由高温物体发出的白光通过温度较低的物质时,某些波长的光被该物质吸收后产生的。
如太阳光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱(连续谱的背景下出现一些不连续的暗线)。
12345-13.6-3.4-0.85-0.54-1.51∞n E /e V 0注: 1) 原子能量包括原子核与电子具有的电势能和电子运动的动能。
2) n=1对应于基态,n →∞对应于原子的电离。
3)原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量,从激发态跃迁到基态要以光子的形式放出能量。
需要注意的是使原子从基态跃迁到激发态的粒子可以是光子,也可以是实体粒子(例如电子)。
若是光子,则务必要满足光子的能量等于两能级差;若是实体粒子,则只要满足该粒子的能量大于等于两能级差即可。
另外使原子电离的光子或实体粒子的能量只要大于或等于该能级差即可。
4)对于一个原子和一群原子而言,一个处于量子数为n 的氢原子最多可以辐射出(n-1)条光谱线。
一群处于量子数为n 的氢原子可能辐射出的光谱条数为2)1(2−=n n C n 。
5) 玻尔理论的成功与局限性。
成功:引进了量子理论(不连续性)成功解释氢光谱的规律。
是对卢瑟福原子模型的进一步完善。
局限:保留了过多的经典物理理论,在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
另外,玻尔理论对氢光谱的解释:1)对巴耳末公式的解释,经过推导证明氢原子光谱的巴耳末系是电子从n=3,4,5等能级跃迁到n=2能级时辐射出来的。
2)对稀薄气体导电时辉光现象的解释,通常情况下原子处于基态,气体导电管中的原子受到高速运动的电子撞击,有可能跃迁到激发态,处于激发态的原子是不稳定的,会自发的向低能级跃迁,最终回到基态,放出光子,形成辉光现象。
3)对特征谱线的解释,由于原子的能级是分立的,所以原子向低能级跃迁时放出的光子能量也是分立的,故原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
三、原子核1、天然放射现象: 放射性元素自发的发出射线的现象。