原子物理知识点汇总
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高考考点:原子物理考点分析
一、
历史人物及相关成就
中子:质子:电子:
汤姆生:发现电子,并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分
1、 卢瑟福:α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型
发现质子:是1919年英国卢瑟福任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子,命名为质子
查德威克:发现中子:是1932年英国B.查德威克用a 粒子轰击的实验中发现,并根据E. 卢瑟福的建议命名的.
约里奥.居里夫妇:发现正电子
2、 贝克勒尔:发现天然放射现象——说明原子核可再分
3、 爱因斯坦:质能方程2mc E =,2
mc E ∆=∆ 4、 玻尔:提出玻尔原子模型,解释氢原子线状光谱 5、 密立根:油滴实验——测量出电子的电荷量 二、
核反应的四种类型
类型 可控性
核反应方程典例
衰变
α衰变
自发 e H Th U 4
22349023892+→ β衰变
自发 e Pa 012349123490Th -+→
人工转变
人工控制
H o He N 1117842147+→+卢瑟福发现质子
n C He Be 101264294
+→+查德威克发现中子
n P He l 1
03015422713A +→+ 约里奥.居里夫妇 e Si P 0130143015
+→ 发现放射性同位素,同
时发现正电子
重核裂变
比较容易进行人工控制
n Kr a n U 108936144561023592
3B ++→+
n Sr Xe n U 10903813654102359210++→+
轻核聚变
除氢弹外无法控制
n He H H 10423121+→+
提醒:
核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向,不能用等号连接。 核反应的生成物一定要以实验事实为基础,不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核反应方程 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,遵循电荷数守恒 三种射线比较 种类 )(4
2He 射线α )(0
1e -射线β
射线γ
速度 0.1c 0.99c
C 在电磁场中 偏转
与a 射线反向偏转 不偏转
贯穿本领 最弱,用纸能挡住 较强,穿透几毫米的铝板 最强,穿透几厘米的
铅板 对空气的电离作用 很强 较弱
很弱 在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长 通过胶片 感光
感光
感光
产生机制
核内两个中子和两个质子结合的比较紧密,有时会作为一个整体从较大的原子核抛射出来
核内的中子可以转化为一个质子和一个电子,产生的电子从核内发射出来
放射性原子核在发生两种衰变后产生得新核往往处于高能级,当它向低能级跃迁时,辐射r 光子
提醒:
半衰期:表示原子衰变一半所用时间
半衰期由原子核内部本身的因素据顶,跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关
半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,个别原子核经多长时间衰变无法预测,对个别或极少数原子核,无半衰期而言。
放射性同位素的应用:(1)工业、摊上、农业、医疗等(2)作为示踪原子 原子结构
原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验结果:
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子发生了较大偏转,极少数α粒子甚至被反弹回来。
(2)原子的核式结构模型:
在原子中心有一个很小的原子核,原子全部的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。
(3)原子核的尺度:原子核直径的数量级为10-15
m ,原子直径的数量级约为10-10
m 。 (4)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的质子数。 2、玻尔原子模型
(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中,具有确定能量的未定状态叫定态。原子处于最低能级的状态叫基态,其他的状态叫激发态。 (2)频率条件:
高能m 到低能m 态:辐射光子λ
c
h
E E hv n m =-=
A 、 (3)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。
B 、 五、氢原子光谱
C 、 1、氢原子光谱的实验规律
D 、 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公式
)为里德伯常量(1
72
2101.01R ..R .,54,3n )n
1-21R(
1
-⨯===m λ
1、 氢原子的能级和轨道半径
(1)
氢原子的能级公式:...)3,2,1(1
12==n E n
En 其中E 1
=-3.6ev
(2) 氢原子的半径公式:...)3,2,1(12
=⋅=n r n r n ,其中r1=0.53×10-10
m
(3) 氢原子能级图: 提醒:
E 、 原子跃迁条件:n m E E hv -=,只适用于光子和原
子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光子和原子作用而使原子电离时,只要入射光的能量
eV E 6.13≥,原子就能吸收,对于实物粒子与原子作用使原子激发时,粒子能量大于或等于能级
差即可。
F 、 原子跃迁发出的光谱线条数2
)
1(2
-=
=n n C N n ,是一群氢原子,而不是一个,因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。
六、核力与核能
1、核力:原子核内核子间存在的相互作用力
2、特点:强相互作用、短程力,作用范围1.5×10-15
m 之内 3、核能
(1)质能方程:一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和他的质量成正比。即2
mc E = 含义:物体具有的能量与他的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大,物体
的能量减小,质量也减小。
(2)核子在结合成核子时出现质量亏损m ∆,吸收的能量也要相应减小。2
mc E ∆=∆ 原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加m ∆,吸收能量2mc E ∆=∆ (4) 获得方式:重核裂变和轻核聚变
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3-4倍。
1 -13.61
2 -3.40
3 -1.51
4 -0.85
5 -0.54 ∞ 0 n E /eV
图3