高中物理第一輪總復習選修3-5

1、 模塊3-5考綱要求 主主 題題內內 容容要求要求說明說明 碰撞碰撞 動量動量 守恒守恒 動量、動量守恒定律及其應用動量、動量守恒定律及其應用 只限于一只限于一 維，動量維，動量 守恒定律守恒定律 只要求簡只要求簡 單應用單應用 彈性碰撞和非彈性碰撞彈性碰撞和非彈性碰撞 實驗實驗 與探與探 究究 實驗：驗證動量守恒定律實驗：驗證動量守恒定律 主主 題題內內 容容要求要求說明說明 原子原子 結構結構 與原與原 子核子核 氫原子光譜氫原子光譜 氫原子的能級結構、能級公式氫原子的能級結構、能級公式 原子核的組成、放射性、原子核原子核的組成、放射性、原子核 的衰變、半衰期的衰變、半衰期 放射性同位素放

2、射性同位素 核力、核反應方程核力、核反應方程 結合能、質量虧損結合能、質量虧損 裂變反應和聚變反應、裂變反應裂變反應和聚變反應、裂變反應 堆。堆。 放射性的防護放射性的防護 一、動量：一、動量： 1、定義：、定義：物體的質量m和速度v的乘積。 定義式為：p=mv 動量是描述物體運動狀態(tài)的一個狀態(tài)量，它動量是描述物體運動狀態(tài)的一個狀態(tài)量，它 與時刻相對應。與時刻相對應。 動量是矢量，它的方向和速度的方向相同。動量是矢量，它的方向和速度的方向相同。 討論：動量的瞬時性討論：動量的瞬時性 動量的相對性動量的相對性 單位單位 kgm/s (4)動量的變化量動量的變化量: 運算應用平行四邊形定則運算應用

3、平行四邊形定則.如果運動變化在如果運動變化在 同一直線，那么選定一個正方向，動量變化運同一直線，那么選定一個正方向，動量變化運 算便簡化為代數(shù)運算：算便簡化為代數(shù)運算：p=p2-p1=mv2-mv1. 例例1:一質點在水平面內以速度一質點在水平面內以速度v做勻速圓周運動，做勻速圓周運動， 質點從位置質點從位置a開始，經(jīng)開始，經(jīng)1/2圓周，質點的動量變圓周，質點的動量變 化是多少化是多少?經(jīng)過經(jīng)過1/4圓周圓周,動量變化又是多少動量變化又是多少? 例例2、以初速度、以初速度v0平拋一個質量為平拋一個質量為m的物體，的物體，t 秒內物體的動量變化是多少？秒內物體的動量變化是多少？ 1 1、內容：相

4、互作用的幾個物體組成的系統(tǒng)，、內容：相互作用的幾個物體組成的系統(tǒng)， 如果不受外力作用，或它們受到的外力之和為如果不受外力作用，或它們受到的外力之和為 零，則系統(tǒng)的總動量保持不變零，則系統(tǒng)的總動量保持不變. . 二、動量守恒定律的理解：二、動量守恒定律的理解： （3）動量守恒是矢量式，根據(jù)考綱，動量守恒定律應動量守恒是矢量式，根據(jù)考綱，動量守恒定律應 用只限于一維情況用只限于一維情況. .應用時，先選定正方向，而后將矢應用時，先選定正方向，而后將矢 量式化為代數(shù)式量式化為代數(shù)式. . （1）動量守恒定律的研究對象是動量守恒定律的研究對象是系統(tǒng)系統(tǒng). （2）系統(tǒng)系統(tǒng)“總動量不變總動量不變”不僅是系

5、統(tǒng)初、末兩個時刻不僅是系統(tǒng)初、末兩個時刻 總動量相等，而且是指系統(tǒng)在整個過程中任意兩個時刻總動量相等，而且是指系統(tǒng)在整個過程中任意兩個時刻 的總動量都相等的總動量都相等. c c、 系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量 和為零，或外力遠小于內力，則該方向動量守和為零，或外力遠小于內力，則該方向動量守 恒（分動量守恒）恒（分動量守恒）. . 2、守恒條件、守恒條件 （1）總的規(guī)則：總的規(guī)則： 內力不改變系統(tǒng)的總動量，內力不改變系統(tǒng)的總動量， 外力才能改變系統(tǒng)的總動量。外力才能改變系統(tǒng)的總動量。 （2）分類分析：分類分析： a、系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為、

6、系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為0. 理想守恒條件理想守恒條件 b、 系統(tǒng)所受外力遠小于內力。系統(tǒng)所受外力遠小于內力。 近似守恒近似守恒 如：碰撞或爆炸瞬間，外力可以忽略不計。如：碰撞或爆炸瞬間，外力可以忽略不計。 3、表達形式、表達形式 （1）p=p（系統(tǒng)相互作用前總動量（系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互等于相互 作用后作用后 總動量總動量p）；）； （2）=0(系統(tǒng)總動量的增量等于系統(tǒng)總動量的增量等于0)； （3）1= -2（兩個物體組成的系統(tǒng)中，（兩個物體組成的系統(tǒng)中， 各自動量增量大小相等、方向相反）各自動量增量大小相等、方向相反） a.m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 (適用于作

7、用前適用于作用前 后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)). b.0= m1v1+ m2v2（適用于原來靜止的兩個物體（適用于原來靜止的兩個物體 組成的系統(tǒng)，比如爆炸、反沖、人船模型等，組成的系統(tǒng)，比如爆炸、反沖、人船模型等， 兩者速率及位移大小與各自質量成反比）兩者速率及位移大小與各自質量成反比）. c. m1v1+ m2v2 =(m1+m2)v（適用于兩物體作用（適用于兩物體作用 后結合在一起或具有共同速度的情況）后結合在一起或具有共同速度的情況） 4、 應用動量守恒定律的注意點：應用動量守恒定律的注意點： (1) 注意動量守恒定律的適用條件，注意動量守恒定律的適用條件，

8、 (2) 特別注意動量守恒定律的特別注意動量守恒定律的矢量性矢量性：要規(guī)定正方向，：要規(guī)定正方向， 已知量跟規(guī)定正方向相同的為正值，相反的為負值，已知量跟規(guī)定正方向相同的為正值，相反的為負值， 求出的未知量是正值，則跟規(guī)定正方向相同，求出的未知量是正值，則跟規(guī)定正方向相同， 求出的未知量是負值，則跟規(guī)定正方向相反。求出的未知量是負值，則跟規(guī)定正方向相反。 (3) 注意速度的注意速度的同時性同時性和和同一性同一性。 同時性同時性指的是公式中的指的是公式中的v1 、v2必須是相互作用前必須是相互作用前 同一時刻的速度，同一時刻的速度，v1 、v2必須是相互作用后同一時必須是相互作用后同一時 刻的速

9、度?？痰乃俣取?同一性同一性指的是公式中的所有速度都是相對于同一指的是公式中的所有速度都是相對于同一 參考系的速度，一般以地面為參考系。參考系的速度，一般以地面為參考系。 例例1：質量為：質量為m的小船以速度的小船以速度v0行駛，船上有兩個質行駛，船上有兩個質 量皆為量皆為m的小孩的小孩a和和b，分別靜止站在船頭和船尾，分別靜止站在船頭和船尾， 現(xiàn)小孩現(xiàn)小孩a沿水平方向以速率（相對于靜止水面）向前沿水平方向以速率（相對于靜止水面）向前 躍入水中，然后小孩躍入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率（相對沿水平方向以同一速率（相對 于靜止水面）向后躍入水中于靜止水面）向后躍入水中.求小孩求小孩b躍出

10、后小船的躍出后小船的 速度速度? 解：解：設小孩設小孩b 躍出后小船向前行駛的速度為躍出后小船向前行駛的速度為v， 根據(jù)動量守恒定律，有根據(jù)動量守恒定律，有 1)2( 0 mmmvvmm 2) 2 1 ( 0 v m m v解得 火車機車拉著一列車廂以火車機車拉著一列車廂以v v0 0速度在平直軌道速度在平直軌道 上勻速前進，在某一時刻，最后一節(jié)質量為上勻速前進，在某一時刻，最后一節(jié)質量為m的車的車 廂與前面的列車脫鉤，脫鉤后該車廂在軌道上滑行廂與前面的列車脫鉤，脫鉤后該車廂在軌道上滑行 一段距離后停止，機車和前面車廂的總質量一段距離后停止，機車和前面車廂的總質量m不變不變 設機車牽引力不變，

11、列車所受運動阻力與其重力成設機車牽引力不變，列車所受運動阻力與其重力成 正比，與其速度無關。則當脫離了列車的最后一節(jié)正比，與其速度無關。則當脫離了列車的最后一節(jié) 車廂停止運動的瞬間，前面機車和列車的速度大小車廂停止運動的瞬間，前面機車和列車的速度大小 等于等于 。 例例2： 解：解：由于系統(tǒng)由于系統(tǒng)(mm)的合外力始終為的合外力始終為0， 由動量守恒定律由動量守恒定律 (mm)v0=mv v= (mm)v0/m (mm)v0/m 有一質量為有一質量為m20kg的物體，以水平速度的物體，以水平速度v5m/s 的速度滑上靜止在光滑水平面上的小車，小車質量為的速度滑上靜止在光滑水平面上的小車，小車質

12、量為 m80kg，物體在小車上滑行距離，物體在小車上滑行距離l 4m后相對小車后相對小車 靜止。求：靜止。求： （1）物體與小車間的滑動摩擦系數(shù)。）物體與小車間的滑動摩擦系數(shù)。 （2）物體相對小車滑行的時間內，小車在地面上運動）物體相對小車滑行的時間內，小車在地面上運動 的距離。的距離。 例例3 解：解：畫出運動示意圖如圖示畫出運動示意圖如圖示 vm m vm m ls 由動量守恒定律（由動量守恒定律（m+m)v=mv v=1m/s 由能量守恒定律由能量守恒定律 mg l = 1/2 mv2 - 1/2（m+m)v2 = 0.25 對小車對小車 mg s =1/2mv2 s=0.8m 練習練習

13、 1.1.質量為質量為m m的原子核，原來處于靜止狀態(tài)，當它以速度的原子核，原來處于靜止狀態(tài)，當它以速度 v v放出一個質量為放出一個質量為m m的粒子時，剩余部分速度是（的粒子時，剩余部分速度是（ ） a.mv/(m-ma.mv/(m-m) ) b b.-.-mv/(m-mmv/(m-m) ) c.mv/(m+mc.mv/(m+m) ) d d.-.-mv/(m+mmv/(m+m) ) b 2.2.總質量為總質量為m m的列車以勻速率的列車以勻速率v v0 0在平直的軌道上行駛，在平直的軌道上行駛， 各車廂受的阻力都是車重的各車廂受的阻力都是車重的k k倍，與車速無關倍，與車速無關. .某時

14、刻列某時刻列 車后面重量為車后面重量為m m的車廂脫了鉤而機車的牽引力未變，問的車廂脫了鉤而機車的牽引力未變，問 脫鉤的車廂剛停下的瞬間，前面列車的速度為多少？脫鉤的車廂剛停下的瞬間，前面列車的速度為多少？ 3.3.把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平地面把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平地面 上，槍沿水平方向發(fā)射一顆子彈，關于槍、彈、車，下列上，槍沿水平方向發(fā)射一顆子彈，關于槍、彈、車，下列 說法正確的是說法正確的是( )( ) a a. .槍和彈組成的系統(tǒng)動量守恒槍和彈組成的系統(tǒng)動量守恒 b b. .槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒 c c. .槍、彈、車

15、三者組成的系統(tǒng)，因為槍彈和槍筒之間的槍、彈、車三者組成的系統(tǒng)，因為槍彈和槍筒之間的 摩擦力很小，使系統(tǒng)的動量變化很小，可以忽略不計，系摩擦力很小，使系統(tǒng)的動量變化很小，可以忽略不計，系 統(tǒng)動量近似守恒統(tǒng)動量近似守恒. . d d. .三者組成的系統(tǒng)動量守恒，因為系統(tǒng)只受重力和地面三者組成的系統(tǒng)動量守恒，因為系統(tǒng)只受重力和地面 的支持力這兩個力作用，這兩個力的和為零的支持力這兩個力作用，這兩個力的和為零. . d 4.4.如圖所示，在光滑水平面上放置如圖所示，在光滑水平面上放置a a、b b兩個物體，兩個物體， 其中其中b b物體與一個質量不計的彈簧相連且靜止在水物體與一個質量不計的彈簧相連且靜

16、止在水 平面上，平面上，a a物體質量是物體質量是m m，以速度以速度v v0 0逼近物體逼近物體b b，并并 開始壓縮彈簧，在彈簧被壓縮過程中開始壓縮彈簧，在彈簧被壓縮過程中( )( )d a.在任意時刻，在任意時刻，a、b組成的系統(tǒng)動量相等，都是組成的系統(tǒng)動量相等，都是 mv0 b.任意一段時間內，兩物體所受沖量大小相等任意一段時間內，兩物體所受沖量大小相等. c.在把彈簧壓縮到最短過程中，在把彈簧壓縮到最短過程中，a物體動量減少，物體動量減少， b物體動量增加物體動量增加. d.當彈簧壓縮量最大時，當彈簧壓縮量最大時，a、b兩物體的速度大小相等兩物體的速度大小相等 一、碰撞：一、碰撞：

17、1、定義：兩個物體在極短時間內發(fā)生相互、定義：兩個物體在極短時間內發(fā)生相互 作用，這種情況稱為碰撞作用，這種情況稱為碰撞 。 2、特點：、特點： 3、分類：、分類： 由于作用時間極短，一般都滿足內力遠由于作用時間極短，一般都滿足內力遠 大于外力，所以可以認為系統(tǒng)的動量守恒。大于外力，所以可以認為系統(tǒng)的動量守恒。 彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性 碰撞三種。碰撞三種。 4、過程分析：、過程分析： v1 兩者速度兩者速度 相同相同v彈簧恢復原長彈簧恢復原長 地面光滑，系統(tǒng)在全過程中動量守恒，進行地面光滑，系統(tǒng)在全過程中動量守恒，進行 機械能的變化分析？機械能的變化分

18、析？ 系統(tǒng)系統(tǒng) 動能減少全部轉化為彈性勢能動能減少全部轉化為彈性勢能 動能減少，彈性勢能增加。動能減少，彈性勢能增加。 狀態(tài)狀態(tài) 動能最小而彈性勢能最大動能最小而彈性勢能最大 狀態(tài)狀態(tài) 彈性勢能減少全部轉化為動能彈性勢能減少全部轉化為動能 因此因此、狀態(tài)系統(tǒng)動能相等狀態(tài)系統(tǒng)動能相等 這種碰撞叫做彈性碰撞這種碰撞叫做彈性碰撞 （2）彈簧不是完全彈性的）彈簧不是完全彈性的 系統(tǒng)動能減少，一部分轉化為彈性勢能，一部分轉化系統(tǒng)動能減少，一部分轉化為彈性勢能，一部分轉化 為內能，為內能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和相同，彈性勢能仍最大，但相同，彈性勢能仍最大，但 比比小；小；彈性勢能減少，部分轉化為

19、動能，部分轉化彈性勢能減少，部分轉化為動能，部分轉化 為內能；因為全過程系統(tǒng)動能有損失（一部分動能轉化為內為內能；因為全過程系統(tǒng)動能有損失（一部分動能轉化為內 能）。這種碰撞叫非彈性碰撞。能）。這種碰撞叫非彈性碰撞。 （1）彈簧是完全彈性的）彈簧是完全彈性的 （3）彈簧完全沒有彈性。）彈簧完全沒有彈性。 系統(tǒng)動能減少全部轉化為內能，系統(tǒng)動能減少全部轉化為內能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍狀態(tài)系統(tǒng)動能仍 和和相同，但沒有彈性勢能；由于沒有彈性，相同，但沒有彈性勢能；由于沒有彈性，a、b不再分開，不再分開， 而是共同運動，不再有而是共同運動，不再有過程。這種碰撞叫完全非彈性碰過程。這種碰撞叫完全非彈性碰 撞。撞

20、。 （一）彈性碰撞（一）彈性碰撞 特點：特點：碰撞過程中，動量守恒，機械能守恒。碰撞過程中，動量守恒，機械能守恒。 兩個方程：兩個方程： 2 22 2 11 2 22 2 11 22 112211 2 1 2 1 2 1 2 1 vmvmvmvm vmvmvmvm 1 21 1 21 21 21 1 2 ,v mm m vv mm mm v 解得：解得： 討論：討論： 0 21 1 2 0 21 21 1 2 v mm m v v mm mm v 1. 若若 m1 = m2 0 1 02 v vv 質量相等的兩物體質量相等的兩物體 彈性碰撞后彈性碰撞后交換速度交換速度 2. 若若 m1 m2

21、02 01 2vv vv 例例1、質量相等的、質量相等的a、b兩球在光滑水平面上沿同兩球在光滑水平面上沿同 一直線，同一方向運動，一直線，同一方向運動，a球動量為球動量為7kgm/s，b 球的動量為球的動量為5kgm/s，當，當a球追上球追上b球時發(fā)生碰撞，球時發(fā)生碰撞， 則碰后則碰后a、b兩球的動量兩球的動量pa、pb可能值是可能值是（ ） a、pa=6kgm/s pb=6kgm/s b、pa=3kgm/s pb=9kgm/s c、pa=-2kgm/s pb=14kgm/s d、pa=-4kgm/s pb=17kgm/s a 碰前、碰后兩個物體的位置關系（不穿越）碰前、碰后兩個物體的位置關系

22、（不穿越） 和速度大小應保證其順序合理。和速度大小應保證其順序合理。 方法歸納：方法歸納： 碰撞中系統(tǒng)動量守恒；碰撞中系統(tǒng)動量守恒； 碰撞過程中系統(tǒng)動能不增加；碰撞過程中系統(tǒng)動能不增加； （二）完全非彈性碰撞（二）完全非彈性碰撞 特點：碰撞后二者合二為一，或者說具有相同的速度。特點：碰撞后二者合二為一，或者說具有相同的速度。 動量守恒，機械能損失最多。動量守恒，機械能損失最多。 (三三)非彈性碰撞非彈性碰撞 介于兩者之間。動量守恒，機械能有損失。介于兩者之間。動量守恒，機械能有損失。 二、動量守恒定律實驗二、動量守恒定律實驗 實驗原理 1 1、兩小球在水平方向發(fā)生正碰、兩小球在水平方向發(fā)生正碰

23、, ,水水 平方向合外力為零平方向合外力為零, ,動量守恒。動量守恒。 m ma av va a= =m ma av va a+m+mb bv vb b 2 2、本實驗在誤差允許的范圍內驗證上式成立。、本實驗在誤差允許的范圍內驗證上式成立。 兩小球碰撞后均作兩小球碰撞后均作平拋運動平拋運動, ,用用水平射程間接表水平射程間接表 示小球平拋的初速度示小球平拋的初速度： op-op-m ma a以以v va a平拋時的水平射程平拋時的水平射程 om-om-m ma a以以v va a平拋時的水平射程平拋時的水平射程 o on-n-m mb b以以v vb b平拋時的水平射程平拋時的水平射程 驗證的

24、表達式：驗證的表達式：m ma aopop= =m ma aom+mom+mb bo on n 等效替換等效替換 的思想的思想 實驗步驟 、先先用用天平測量天平測量出兩個小球的質量出兩個小球的質量m ma a、m mb b。 、安裝好實驗裝置、安裝好實驗裝置, ,注意使實驗器注意使實驗器 的的斜槽末端點斜槽末端點的的切線水平切線水平。 把被碰把被碰 球放在斜槽前的支柱上球放在斜槽前的支柱上, ,調節(jié)實驗裝調節(jié)實驗裝 置使置使兩球處于同一高度兩球處于同一高度, ,且兩球的球且兩球的球 心和槽軸線在一直線上心和槽軸線在一直線上, ,兩球心間的兩球心間的 距離即為槽和支柱間的距離。墊木距離即為槽和支

25、柱間的距離。墊木 板和白紙時板和白紙時, ,要使木板水平。準確地要使木板水平。準確地 標繪出槽口中心的豎直投影點標繪出槽口中心的豎直投影點o o。 、先不放被碰球、先不放被碰球b,b,讓入射球讓入射球a a從斜槽上從斜槽上 同一高度處滾下同一高度處滾下, ,重復重復3 35 5次次, ,用圓規(guī)畫用圓規(guī)畫 盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在 里面里面, ,該小圓的圓心該小圓的圓心, ,就是入射球的落地就是入射球的落地 點點p p。 平均處理的平均處理的 思想方法思想方法 實驗步驟 、過、過o o、n n在紙上作直線在紙上作直線, ,取取oooo2r,o2r,o即

26、為被即為被 碰球被碰時球心投影位置。碰球被碰時球心投影位置。 、用刻度尺量、用刻度尺量omom、opop、onon的長度。把兩小球的的長度。把兩小球的 質量和相應的質量和相應的“速度數(shù)值速度數(shù)值代入表達式看是否成立代入表達式看是否成立: : 、整理實驗器材，放回原處。、整理實驗器材，放回原處。 、把被碰小球、把被碰小球b b放在支柱上放在支柱上, ,讓入射小球讓入射小球a a從從同一同一 高度滾下高度滾下, ,使它們發(fā)生正碰使它們發(fā)生正碰,重復重復3 35 5次次, ,仿步驟仿步驟, , 求出入射小球求出入射小球a a的的平均落點平均落點m m和被碰小球和被碰小球b b的的平均落平均落 點點n

27、 n。 驗證的表達式：驗證的表達式：m ma aopop= =m ma aom+mom+mb bo on n 注意事項 、斜槽末端要切線要水平、斜槽末端要切線要水平; ; 、每次小球下滑要從同一高度處由靜止開始、每次小球下滑要從同一高度處由靜止開始; ; 、要保證對心碰撞、要保證對心碰撞, ,先調高低先調高低, ,再調遠近再調遠近, ,最最 后調左右后調左右; ; 、小球的諸多落點要用用圓規(guī)畫盡可能小的、小球的諸多落點要用用圓規(guī)畫盡可能小的 圓把所有的小球落點都圈在里面圓把所有的小球落點都圈在里面, ,該小圓的圓該小圓的圓 心即為小球的平均落點心即為小球的平均落點 。 、入射小球的質量、入射小

28、球的質量m ma a和被碰小球的質量和被碰小球的質量m mb b的的 大小關系是大小關系是m ma a m mb b。 氫光譜 0.4101 0.6562 0.48610.4340 m 1 1、在原子中心有很小的核、在原子中心有很小的核( (稱為原子核稱為原子核) )， 核外有電子繞核高速旋轉。核外有電子繞核高速旋轉。 2 2、原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中、原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中 在原子核里。在原子核里。 3 3、原子核的大?。?、原子核的大?。?原子半徑數(shù)量級為原子半徑數(shù)量級為1010 1010m, , 原子核大小數(shù)量級為原子核大小數(shù)量級為1010 1414m 一、原子的

29、核式結構：一、原子的核式結構：盧瑟福盧瑟福 原子核具有復雜結構原子核具有復雜結構天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象 二、玻爾的原子模型二、玻爾的原子模型 玻爾玻爾 模型模型 定態(tài)假說定態(tài)假說 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量原子只能處于一系列不連續(xù)的能量 狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)。 軌道假說軌道假說 原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道 繞核運動相對應。因定態(tài)不連續(xù)，所繞核運動相對應。因定態(tài)不連續(xù)，所 以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的。 躍遷假說躍遷假說 原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時, 要輻射（

30、或吸收）一定頻率的光子要輻射（或吸收）一定頻率的光子, 光子能量等于兩定態(tài)的能量差光子能量等于兩定態(tài)的能量差。 nm eeh 高能級高能級低能級低能級 放出光子放出光子 吸收能量吸收能量 三、能級：三、能級： 1. 原子各個定態(tài)對應的能量是不連續(xù)的，這原子各個定態(tài)對應的能量是不連續(xù)的，這 些能量值叫做能級。些能量值叫做能級。 2. 基態(tài)和激發(fā)態(tài)：基態(tài)和激發(fā)態(tài)： 能量最低的狀態(tài)（對應能量最低的狀態(tài)（對應n=1）叫做基態(tài)，叫做基態(tài)， 其它狀態(tài)（對應其它狀態(tài)（對應n=2、3、4）叫做激發(fā)態(tài)。叫做激發(fā)態(tài)。 3. 能級公式能級公式 )( ev.e n e en613 1 2 1 4. 能級圖能級圖 -0

31、.85 1 2 3 4 n 5 -3.4 -1.51 -0.54 0 e/ev -13.6 )( ev.e n e en613 1 2 1 玻爾理論能夠十分圓滿地解釋氫光譜并玻爾理論能夠十分圓滿地解釋氫光譜并 且預言了氫原子輻射電磁波譜的問題，其成且預言了氫原子輻射電磁波譜的問題，其成 功之處在于引進了量子化的觀點；但是，在功之處在于引進了量子化的觀點；但是，在 解釋其它原子光譜時遇到了很大的困難，因解釋其它原子光譜時遇到了很大的困難，因 為玻爾理論過多地保留了經(jīng)典理論。為玻爾理論過多地保留了經(jīng)典理論。 牛頓力學只適用于低速運動（相對于光牛頓力學只適用于低速運動（相對于光 速）的宏觀物體，對于

32、微觀粒子的運動，牛速）的宏觀物體，對于微觀粒子的運動，牛 頓力學不適用了。頓力學不適用了。 四、玻爾理論的局限性：四、玻爾理論的局限性： 例例1 1、如圖給出氫原子最低的四個能級，大量如圖給出氫原子最低的四個能級，大量 氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率 最多有種，其中最小的頻率等于最多有種，其中最小的頻率等于 赫（保留兩個數(shù)字）赫（保留兩個數(shù)字）。h=6.631034js e（ev） 3.4 2 2 1.51 3 3 0.85 4 4 13.6 1 1 n 6 2 4 cn nm eeh h ee 34 34 19 1063. 6 106 .

33、 166. 0 hz 14 106 . 1 1.61014 例例2、欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行、欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行 的是：的是： （ ） a. 用用10.2ev的光子照射的光子照射. b. 用用11.5 ev的光子照射的光子照射. c. 用用14 ev的光子照射的光子照射. d. 用用11.5 ev的電子碰撞的電子碰撞. e. 用用10 ev的電子碰撞的電子碰撞. 提示：原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而提示：原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而 使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況; a c d 光子和原子作用而使原子電離時則不受此條

34、件的限制光子和原子作用而使原子電離時則不受此條件的限制 實物粒子與原子相互作用而使原子激發(fā)時，粒子的實物粒子與原子相互作用而使原子激發(fā)時，粒子的 能量也不受上述條件的限制。能量也不受上述條件的限制。 e（ev） 3.4 2 2 1.51 3 3 0.85 4 4 13.6 1 1 n 例例3、 處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射 時，時， 只發(fā)射波長為只發(fā)射波長為 的三種單色光，且的三種單色光，且 ，則照射光的波長為，則照射光的波長為( ) 21 21 32 32 3211 . . dc ba 321 、 321 1.51 3.4 e（ev） 2 2

35、3 3 13.6 1 1 n 1 3 2 d 例例4、根據(jù)玻爾理論，氫原子由外層軌道躍遷、根據(jù)玻爾理論，氫原子由外層軌道躍遷 到內層軌道后到內層軌道后（ ） a.原子的能量增加，電子的動能減小原子的能量增加，電子的動能減小 b.原子的能量增加，電子的動能增加原子的能量增加，電子的動能增加 c.原子的能量減少，電子的動能減小原子的能量減少，電子的動能減小 d.原子的能量減少，電子的動能增加原子的能量減少，電子的動能增加 d )( ev.e n e en613 1 2 1 原子的能量等于電子動能加上電勢能，其原子的能量等于電子動能加上電勢能，其 形式可與形式可與天體運動天體運動進行類比。進行類比。

36、 1 1、原子核的人工轉變、原子核的人工轉變 發(fā)現(xiàn)質子發(fā)現(xiàn)質子)盧瑟福( 1 1 17 8 4 2 14 7 hohen 發(fā)現(xiàn)中子發(fā)現(xiàn)中子 )( 1 0 12 6 4 2 9 4 查得威克nchebe 2 2、原子核的組成：、原子核的組成： 質子中子質子中子 （質子和中子統(tǒng)稱為核子）（質子和中子統(tǒng)稱為核子） 質子的質量質子的質量mp 中子的質量中子的質量mn 一、原子核的組成一、原子核的組成 二、天然放射現(xiàn)象二、天然放射現(xiàn)象 1 1、天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象 叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為放射性元素。叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為

37、放射性元素。 2 2、三種射線三種射線 高速的高速的粒子流，粒子流，粒子是氦原子核，速度粒子是氦原子核，速度 約為光速約為光速1/101/10，貫穿能力最弱，電離能力最強。，貫穿能力最弱，電離能力最強。 高速的電子流，高速的電子流，粒子是速度接近光速的負粒子是速度接近光速的負 電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。 能量很高的電磁波，能量很高的電磁波，粒子是波長極短的粒子是波長極短的 光子光子, , 貫穿能力最強貫穿能力最強, ,電離能力最弱。電離能力最弱。 3.3.三種射線的來源：三種射線的來源： 粒子是核內兩個質子和兩個中子抱成團一起射出粒子是核內兩個質子和兩

38、個中子抱成團一起射出。 粒子是原子核內的中子轉化成質子時放出的粒子是原子核內的中子轉化成質子時放出的。 射線經(jīng)常是伴隨射線經(jīng)常是伴隨射線和射線和射線產(chǎn)生的射線產(chǎn)生的。 三、衰變三、衰變 原子核放出射線后變成新的原子核原子核放出射線后變成新的原子核 1. 1. 衰變規(guī)律衰變規(guī)律 衰變衰變 heyx a z a z 4 2 4 2 質量數(shù)質量數(shù)-4,-4,電荷數(shù)電荷數(shù)-2 -2 衰變衰變 eyx a z a z 0 11 質量數(shù)不變質量數(shù)不變, ,電荷數(shù)電荷數(shù)+1 +1 原子核衰變時電荷數(shù)和質量都守恒。原子核衰變時電荷數(shù)和質量都守恒。 2.2.半衰期半衰期 t： 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變放

39、射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變 所需的時間。所需的時間。 半衰期短的元素衰變得快，放射性較強半衰期短的元素衰變得快，放射性較強 半衰期只與元素本身有關半衰期只與元素本身有關, ,與所處的物理、化學與所處的物理、化學 狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關。狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關。 t t nn) 2 1 ( 0 t t mm) 2 1 ( 0 衰變圖象衰變圖象 半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子滿足，半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子滿足， 對少數(shù)幾個原子不滿足。對少數(shù)幾個原子不滿足。 四、放射性同位素四、放射性同位素 1、具有放射性的同位素，叫放射性同位素。、具有放射性的同位素，叫放射性同位素。 2

40、、放射性同位素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)、放射性同位素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā) 地放出地放出射線、射線、射線和射線和射線而衰變。射線而衰變。 3、應用、應用 ：一是利用它產(chǎn)生的射線，：一是利用它產(chǎn)生的射線， 二是作為示蹤原子。二是作為示蹤原子。 例例1 1、放射性原子核、放射性原子核 經(jīng)過一系列的經(jīng)過一系列的衰變和衰變和 衰變后成新原子核衰變后成新原子核 , ,其中經(jīng)其中經(jīng)衰變的次數(shù)為衰變的次數(shù)為 n n =_, =_, 衰變的次數(shù)衰變的次數(shù)n n =_ =_ 。 u 2 23 38 8 9 92 2 pb 2 20 06 6 8 82 2 分析：寫出核反應方程式如下，分析：寫出核反應方程式如下，

41、pbeyhexu 206 82 0 1 4 2 238 92 )()( 8 6 例例2 2、關于元素放射性的半衰期下述正確的、關于元素放射性的半衰期下述正確的( ) ( ) a.a.放射性試樣的總質量減半所需的時間放射性試樣的總質量減半所需的時間 b.b.放射性核的個數(shù)衰減到一半所需的時間放射性核的個數(shù)衰減到一半所需的時間 c.c.加溫加溫, ,加壓時半衰期不變加壓時半衰期不變 d.d.與其它物質組成化合物時半衰期將變化與其它物質組成化合物時半衰期將變化 b c 例例3、在中子、質子、電子、正電子、在中子、質子、電子、正電子、粒子中粒子中 選出一個適當?shù)牧Ｗ樱謩e填在下列核反應式選出一個適當?shù)?/p>

42、粒子，分別填在下列核反應式 的橫線上的橫線上: _ _ _ 12 6 4 2 9 4 234 91 234 90 234 90 238 92 chebe path thu he 4 2 粒子粒子 e 0 1 電子電子 n 1 0 中子中子 核反應方程：核反應方程： 例4、將天然放射性物質 放入頂端開有小孔的鉛 盒s里，放射線便從小孔 中射出，沿帶電平行金 屬板a、b之間的中線垂 直于電場方向進入電場， 軌道如圖所示，則軌跡 是射線，軌跡 是 射線，軌跡 是射線. 板帶正電， 板帶負 電. 是射線的軌跡，是射線的軌跡. 1 1、核力：原子核中，將核子維系在一起的一、核力：原子核中，將核子維系在一起的一 種短程強作用力種短程強作用力. . 五、核能五、核能 2、核能：核子結合為原子核時釋放的能量或、核能：核子結合為原子核時釋放的能量或 原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子 核的結合能，亦稱核能核的結合能，亦稱核能.獲得核能的兩個基本獲得核能的兩個基本 途徑是重核裂變和輕核聚變途徑是重核裂變和輕核聚變. 3、質量虧損：任何一個原子核的質量總是小、質量虧損：