高考物理復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)

1、2008高考物理復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)教學(xué)目的：1、使學(xué)生了解電子發(fā)現(xiàn)的意義、了解“粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)論和盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型、了解原子核的電荷和大小、使學(xué)生了解玻爾的原子理論的內(nèi)容、了解氫原子的軌道半徑和能級(jí)、了解氫光譜的規(guī)律，玻爾原子理論對(duì)氫光譜的解釋【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】、原子結(jié)構(gòu)模型是依據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)想像出來(lái)的，但它合理地包含了當(dāng)時(shí)所有已知的 原子信息。進(jìn)一步獲得的原子信息否定原有模型后，建立新的模型，不斷迫近乃至完全正確地反映原子本身狀況。、盧瑟福作a粒子散身實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始是想驗(yàn)證他的老師湯姆生的棗糕模型，并想獲得更多 的原子內(nèi)部信息，結(jié)果出現(xiàn)了他“一生中最難于置信的事”，“這就像你發(fā)射一顆 15英寸口徑

2、的炮彈射向一張薄薄的香煙紙時(shí)，卻被那張紙彈回來(lái)而打在你身上一樣不可置信?！睂?shí)驗(yàn)事實(shí)動(dòng)搖了湯姆生模型。盧瑟福綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象深思熟慮后，才提出他的核式結(jié)構(gòu)模型。、盧瑟福實(shí)驗(yàn)用的金箔厚度大約是i0-7m這是根據(jù)金箔面積、質(zhì)量、密度算得的。根據(jù)質(zhì)量，還可算出金箔所包含的原子數(shù)，推算得金箔的厚度約為 400個(gè)金原子排列而成。金原子質(zhì)量約是a粒子的50倍，實(shí)驗(yàn)中卻只有少數(shù) a粒子偏離原來(lái)路徑，絕大部分 a粒子穿過(guò)400 層原子仍沿原運(yùn)動(dòng)方向且動(dòng)能不變，并且有約占萬(wàn)分之一左右的a粒子偏轉(zhuǎn)角大于 90。按常理，即使是子彈穿過(guò)稻草也要對(duì)其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一些影響但決不會(huì)反彈。這只能表明原子內(nèi)部必有很寬廣的空隙，原子中應(yīng)該

3、有一個(gè)體積很小、質(zhì)量很大的核心。由此可見(jiàn)，物理模型的建立 必須以實(shí)驗(yàn)（或經(jīng)驗(yàn)）為依據(jù)，并受到實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。4、盧瑟福原子模型與玻爾模型的比較共同點(diǎn)：原子有帶正電的核，原子質(zhì)量幾乎全部集中在核上。帶負(fù)電的電子在核外繞 核運(yùn)轉(zhuǎn)。2不同點(diǎn)：盧瑟福模型中，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)只需符合條件F =m（F為由庫(kù)侖力提供的向心r力），r的取值是任意的，玻爾模型認(rèn)為電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑r不是任意的，只能取某些不連續(xù)的數(shù)值。5、從湯姆生原子模型到盧瑟福原子模型，是認(rèn)識(shí)上的質(zhì)的飛躍。盧瑟福原子模型不能解 釋氫光譜規(guī)律，按盧瑟福模型，核外電子不斷輻射能量（加速運(yùn)動(dòng)），將沿螺線形軌道運(yùn)動(dòng)，約在10-11S時(shí)間內(nèi)即掉入原子核。1

4、C、根據(jù)玻爾理論，氫原子某一定態(tài)能量對(duì)應(yīng)其電子軌道半徑r n,且En =吃E1, rn = n2r1。n原子各個(gè)定態(tài)的能量值是相對(duì)的，而能級(jí)間的能量差值是定值。在原子能級(jí)躍遷的同時(shí)，電子軌道在作相應(yīng)的改變。當(dāng)然，電子軌道的改變，也可反映出原子能級(jí)的躍遷。原子能級(jí)躍遷時(shí)伴隨著發(fā)射（或吸收）某一頻率的光子，兩能級(jí)間能量差E =Em -En =hv即v=m或兒=-c h hE原子吸收能量（光子）實(shí)現(xiàn)能級(jí)躍遷時(shí)，只吸收能量值與原子某能級(jí)差值相等的光子，否則則不予理睬。但是，光子能量超過(guò)了原子電離所需能量時(shí)，則原子吸收其電離所需能量，余下 的能量轉(zhuǎn)變成電子擺脫原子束縛后的動(dòng)能。7、玻爾理論由于引入量子概

5、念，所以能很好的解釋氫原子光譜，這是其成功之處。但對(duì) 比較復(fù)雜的原子，玻爾理論與實(shí)際出入很大， 這是由于過(guò)多保留了經(jīng)典物理理論造成的。這是玻爾理論的局限之處。8、電子云是量子力學(xué)描述原子概況的一種形象化表達(dá)方法。量子力學(xué)才客觀地反映原子 概貌，并使玻爾理論由假設(shè)變成理論推導(dǎo)的必然結(jié)果。【疑難辨析】1、原子能和原子能級(jí)原子能是指在核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出的能量。原子能非常巨大，是開(kāi)辟新能源的一條主要途徑。原子能級(jí)是指原子處于穩(wěn)定狀態(tài)下所具有的能量是指原子各部分、各種形式的能量的總 和。由于原子的穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)）是不連續(xù)的。只能處于某幾個(gè)特定的狀態(tài)下，所以它們對(duì)應(yīng)的能量值也是不連續(xù)的，形成“級(jí)”。原

6、子從一個(gè)能級(jí)變到另一能級(jí)狀態(tài)時(shí)，只能“躍遷”而不 是漸變。2、氫原子的電子能級(jí)與原子能級(jí)氫原子只有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)核外電子，由于原子核（質(zhì)子）的質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多， 可以認(rèn)為原子核是靜止的，這樣氫原子的總能量就是核與電子間的相互電子間的相互作用勢(shì)能和電 子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能之和。 原子中的電子處在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)著這些狀態(tài)， 電子便具有不同的勢(shì)能和動(dòng)能，即具有不同的能量值，這就是電子能級(jí)，在認(rèn)為原子核不動(dòng)的前提下，不 計(jì)核的能量，電子能量的變化也就是原子總能量的變化。所以可以將氫原子的電子能級(jí)當(dāng)作原子的能如3、為什么氫原子的能級(jí)是負(fù)值？計(jì)算兩位置間的電勢(shì)能之差時(shí)，與零電勢(shì)能點(diǎn)的選擇是無(wú)關(guān)的，

7、但在具體選擇零勢(shì)能時(shí)， 都是有一定的含意的。在計(jì)算氫原子核與電子間相互作用的勢(shì)能時(shí)，取電子離核無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)。設(shè)某一時(shí)刻電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑為2rn =n r1 ,并設(shè)這時(shí)電子運(yùn)轉(zhuǎn)速度為vn ,因?yàn)殡娮拥南蛐牧λ赃@時(shí)電子的動(dòng)能為Ek12 ke2=-mvn =一22rnke22n2 rl電子的電勢(shì)能為Epke2n2rlke22n2riEv二 h1.89 1.6 10,96.63 10國(guó)Hz =4.561 1014 Hz真空中的波長(zhǎng)c 3 108v 4.561 1014m =6.578 10 m這時(shí)氫原子所具有能量為 E=EK+&=彗:一萬(wàn)2n r1 n r1用具體數(shù)據(jù)代入，計(jì)算結(jié)果氫原子

8、的能量總是負(fù)值?！镜湫屠}分析】例1、a粒子散射實(shí)驗(yàn)是讓 a粒子射向金箔去碰撞金原子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：絕大部分a粒子穿過(guò)金箔后不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù) a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有的偏轉(zhuǎn)角度很大。(1)為什么有的a粒子會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)？ ( 2)當(dāng)a粒子距金原子核中心1.0M10,2m時(shí)，受到的庫(kù)侖力多大？(已知金原 子核所帶電荷為79e)。分析與解答：(1)按照盧瑟福原子模型可知， 原子中全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在很小的體積內(nèi)，即原子核內(nèi)，核外分布著帶負(fù)電的電子。當(dāng) a粒子穿過(guò)金原子時(shí)，如果離核較 遠(yuǎn)，受到原子核的庫(kù)侖斥力就很小，運(yùn)動(dòng)方向的改變就很小。但是，其中很小一部分a粒子在穿過(guò)金原子時(shí)，可以很靠近原子

9、核，這些a粒子受到核的庫(kù)存侖斥力就較大，所以它們的偏轉(zhuǎn)角度也較大。(2)金原子核所帶電荷 q1=79e, a粒子所帶電荷q2=2e,當(dāng)它們相距r= 1.0父10,2 m時(shí)， “粒子所受的庫(kù)侖斥力為：qn79e 2e 9 79 2 (1.6 10,9)2F=k+：2=k 2=9 109(12 2 ) N =3.64Nr2r2(1.0 10 )2例2、當(dāng)氫原子從第三能級(jí)躍遷到第二能級(jí)時(shí)，氫原子發(fā)出光子的頻率和在真空中的波長(zhǎng) 是多少？分析與解答：從氫原子能級(jí)圖上可得E =E3 -E2 =一1.51(3.4)ev=1.89ev光子能量hv=E1。故光子的頻率例3、氫光譜中a、b兩條譜線的波長(zhǎng)分別為 h

10、=6.564父10二m和友=4.34M10m。電子質(zhì)量為m=9 1 M10kg ,普朗克常量取h=6 63M10&J求：當(dāng)氫原子發(fā)出波長(zhǎng)等于入a時(shí)它從哪一個(gè)能級(jí)躍遷到哪一個(gè)能級(jí)?(2)當(dāng)用波長(zhǎng)等于入的光照射時(shí)，能使氫原子從哪一個(gè)能級(jí)躍遷到哪一個(gè)能級(jí)?(3)要使處于基態(tài)的氫原子的核外電子成為自由電子需要一次供給它多少能量？(4)如果把13.6ev的能量供給處于第二能量級(jí)的氫原子，使它的電子擺脫原子核束縛成為自由電子，此自由電子具有多大動(dòng)能 ？分析與解答:(1)氫原子輻射光子的能量Ea =也=ha aJ =1.89ev6.63 10 聿 3 1086.654 107從氫原子能級(jí)圖中可知，第 2,第

11、3能級(jí)間的差值恰是 Ea ,又因?yàn)槭禽椛淠芰?，因而?原子從第3流能級(jí)躍遷到第 2能級(jí)。氫原子吸收光子的能量 Eb為cEb =hvb =h ,bJ =4.58 10,9J=2.86ev6.63 10勿 3.0 1084.340 10 1從氫原子能級(jí)圖中可知第2、5能級(jí)間的差值恰 E。因?yàn)槭俏漳芰?，所以這樣的光子使氫原子從第2業(yè)能級(jí)躍遷到第5能級(jí)。處于基態(tài)的電子要成為自由電子需從第1能級(jí)躍到n=8能級(jí)，故應(yīng)一次至少供給他能量 13.6ev。處于第2能級(jí)的氫原子的電子掙脫氫核束縛需吸收的能量為3.40ev,剩余能量轉(zhuǎn)變成電子動(dòng)能，因而電子動(dòng)能Ek =(13.60 -3.40)ev=10.20ev

12、例4、氫原子處于n=1能級(jí)時(shí)，核外電子軌道半徑r1 =0.53M10/m ,已知電子質(zhì)量me =9.1父1041 kg ,電子電量=1.6X109C ,求在能級(jí)n=3時(shí)電子軌道半徑 y 在n=3時(shí), 電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的速度 v3,動(dòng)量P3和周期T3。分析與解答：由公式 rn =n2rl得3 =32rl =9M0.53M10/m=4.8M10/0m電子在n=3的軌道上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為核對(duì)它的庫(kù)侖力, . v e2所以有me 一 二 k 33由此得n=3能級(jí)時(shí)，電子的速度、動(dòng)量、周期分別:V3I至I 9當(dāng)09(1.吧,9)2 m，/ =7 3 M 1。5 m/me3. 9.1 10* 4.8

13、10 40 ssP3際丫3= 9.1 父1031M7.3父015kg ms =6.6父1044kgT32飛丫32 34 4.8510 0 s=4.1 10%7.3 1015【同步練習(xí)】1、盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中有少數(shù) a粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明A、少數(shù)a粒子大角度偏轉(zhuǎn)是實(shí)驗(yàn)誤差所致B、a粒子帶正電荷C、原子的全部正電荷都集中在很小的核上D、原子內(nèi)部的正電荷是均勻分布的2、a粒子散射實(shí)驗(yàn)的意義在于（）A、發(fā)現(xiàn)電子BC、為原子的核式結(jié)構(gòu)奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、否定了湯姆生模型D、可估算出原子核的大小3、根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)A電子軌道半徑越小BC、原子能級(jí)的能量越小Dn越大則（）、核外電子

14、速度減小、原子的電勢(shì)能減小4、如圖是a粒子散射的示意圖,M, N是原子核的等勢(shì)面，A、B兩點(diǎn)分別位于不同等勢(shì)面上。下面分析正確的是（）A 、a粒子在A處的速率比B處大B、在A、B兩處，a粒子的加速度方向都不可能與速度方向一致C、系統(tǒng)的電勢(shì)能在 A處大于B處D、散射中系統(tǒng)的總能量守恒5、氫原子從基態(tài)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)吸收的光了頻率為v,則它從n=2的能級(jí)躍遷到 n=3的能級(jí)時(shí)所吸收的光子頻率是（）1r1A、- v B 、一 v346、玻爾理論成功的解釋下列光譜中的A、氫原子的發(fā)射光譜和吸收光譜C、各種吸收光譜D15C 、 v D 、v927（）B 、各種明線光譜、連續(xù)光譜7、一個(gè)氫原子處于第

15、3能級(jí)時(shí)，外面射來(lái)一個(gè)波長(zhǎng)為6.63父10，m的光子，下列說(shuō)法正確的是（）A、氫原子不吸收這個(gè)光子，光子穿過(guò)氫原子B、氫原子被電離，電離后電子的動(dòng)能是0.36evC、氫原子被電離，電離后電子的動(dòng)能為零D、氫原子吸收光子，但不電離8、已知?dú)湓拥腅i = 13.6ev,E2 =3.4ev, E3 =-1.51ev,處于基態(tài)的氫原子必須吸收能量AE后才能發(fā)射出巴耳末線系中的第1條譜線H”則AE的值為（）A、1.98ev B 、10.02ev C 、12.09ev D 、13.60ev9、氫原子核外電子從外層軌道向內(nèi)層軌道躍遷時(shí)，電子動(dòng)能增量為AEk ,電子電勢(shì)能的增量為AEp,則下列結(jié)論中正確的是

16、（）A、三0,生 p0, g+嶺=。 B 、g 0,阻+AEp =0C、AEk 0, iEp 0 D 、EE 0, AEp 0, AEk+AEp bc這三個(gè)能極間，躍遷發(fā)射的光子頻率分別為Vab,V ac,V bc,所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分別為 1b , Zac , Zbc ,則三個(gè)頻率間的數(shù)量關(guān)系是Vac=三個(gè)波長(zhǎng)間的數(shù)量關(guān)系是 Zab =。15、按照玻爾理論，氫原子處于量子數(shù)n-2和n-3激發(fā)態(tài)時(shí)，其相應(yīng)的原子能量的數(shù)值之比為 E2:E3=.【練習(xí)答案I1、C 2、C 3、B 4、A, B 5、D 6、A 7、B 8、C 9、D10、10-10, 10-15-10-14,萬(wàn)億11、6, 4, 1,

17、4, 3,帕邢12、電勢(shì)能，動(dòng)能，負(fù)，增大，減少，增大，吸收13、10.2, 1.218 10，ab bc14、Vab +Vbc ;-ab bc15 、9:4高三原子物理（第2講）主講教師：許逢梅主審教師：王溢然【教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)】教學(xué)內(nèi)容：原子核教學(xué)目的：1、了解天然放射現(xiàn)象和放射性元素的衰變規(guī)律；2、半衰期及其計(jì)算；3、了解質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和核反應(yīng)方程；4、了解結(jié)合能和平均結(jié)合能的概念；5、了解質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】1 、放射性元素：不管是單質(zhì)形式還是化合形式存在，都可發(fā)出射線。且放射性強(qiáng)度不受 物理作用和化學(xué)作用的影響。2、三種射線的比較符號(hào)組成帶電量質(zhì)魚(yú)穿

18、透物 質(zhì)本領(lǐng)對(duì)氣體電禺 作用在電、磁場(chǎng)中偏折 情況a射線24He氨核也e4u取習(xí)習(xí)最強(qiáng)偏折3射線%電子-e1 u 1840較強(qiáng)次之偏折較大丫射線丫00最強(qiáng)取習(xí)習(xí)不偏折3 、衰變規(guī)律：若用 X、Y分別表示衰變前后元素的原子核用M Z分別代表衰變前的核質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)，則“衰變時(shí)：MXTHYHe3 衰變時(shí)：M X-ZMY+je丫衰變只能伴衰變時(shí)出現(xiàn)，不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)，它僅是在a衰變或3衰變時(shí)放出的一份能量，不改變核的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)。無(wú)論是a衰變和3衰變，衰變前后都遵循電荷守恒，質(zhì)量數(shù)守恒等物理規(guī)律。 這也是今后接觸到的其他核反應(yīng)方程所遵循的一般規(guī)律。t4 、根據(jù)半共期的意義，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得經(jīng)過(guò)時(shí)間

19、t剩余的未技變的原子數(shù) N =N0 (-)T ,式中T為半衰期，N為原有原子數(shù)。因?yàn)槊總€(gè)相同原子的質(zhì)量是相等的，故由上式可得未衰變工質(zhì)量數(shù)為m =m0(，T 。2微觀現(xiàn)象的規(guī)律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，半衰期表明的是大量原子衰變的平均速率，它并不表示個(gè)別原子經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間將要衰變。5、放射現(xiàn)象使人們意識(shí)到原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、盧瑟福實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，打開(kāi)原子核的神秘大門(mén)，并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，大量實(shí)驗(yàn)證明質(zhì)子是原子核的組成部分。6、盧瑟福根據(jù)核質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)假說(shuō)中子，這個(gè)預(yù)言被查德威克實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。原子核 的組成從此得到圓滿解決。7、根據(jù)庫(kù)侖斥力未能拆散原子核而提出核力假說(shuō)，得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)，核力的本質(zhì)則還在探 索之中。8

20、、核反應(yīng)方程是根據(jù)實(shí)驗(yàn)所確定的實(shí)際反應(yīng)來(lái)寫(xiě)的，并不是簡(jiǎn)單地只要質(zhì)量數(shù)守恒和電 荷數(shù)守恒就可隨心所欲地寫(xiě)。反過(guò)來(lái)，實(shí)際的核反應(yīng)則一定遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒以及能量 守恒等基本規(guī)律。在應(yīng)用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒時(shí)：（1）根據(jù)核反應(yīng)方程兩邊電荷相等可推算出未知核（或粒子）的電荷數(shù)，從而確定該元 素的原子序數(shù)。（2）根據(jù)核反應(yīng)方程兩邊的質(zhì)量數(shù)相等，可推算出未知數(shù)（或粒子）的質(zhì)量數(shù)（3）由元素周期表或基本粒子特征，可確定未知元素，（或粒子）完成核反應(yīng)方程的平衡。9、同位素指在元素周期表上處于同一位置的元素，從原子核組成上看，質(zhì)子數(shù)（核電荷 數(shù)）相同而中子數(shù)不同的原子互稱同位素。10、放射性同位素用途很廣，

21、現(xiàn)已形成一門(mén)獨(dú)立的應(yīng)用放射學(xué)。主要利用它的射線利用它作示蹤原子。11、半徑很小的原子核中聚集著帶正電荷的質(zhì)子，質(zhì)子間的庫(kù)侖斥力并沒(méi)有把原子核拆散而顯得相當(dāng)穩(wěn)定，說(shuō)明核子間存在著比庫(kù)侖力強(qiáng)得多的另一種力一一核力。強(qiáng)大的核力使原子核的分解和聚合都伴隨著巨大的能量變化。這是核能研究的前提。12、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論揭示了物體的質(zhì)量和它蘊(yùn)藏著的能量之間，有E=m（2的關(guān)系，這就是著名的質(zhì)能方程。質(zhì)能方程打破了物體質(zhì)量一成不變的傳統(tǒng)觀念，建立了質(zhì)量隨能量變化的新理論、由它可得到：原子核向外釋放核能后，原子核的質(zhì)量也相應(yīng)有所減少。核反應(yīng)中的質(zhì) 量虧損，為研究核能提供了依據(jù)。13、將一個(gè)微觀粒子放在加速器中，不

22、斷向它提供能量，使它的能量增加到某一值。根據(jù) 質(zhì)能方程，它的質(zhì)量也相就增加到某一值。這是質(zhì)能方程所揭示的質(zhì)量和能量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 并不是“質(zhì)量的產(chǎn)生”。相反，也不存在“質(zhì)量的消滅”。14、使用質(zhì)能方程時(shí)，如果質(zhì)量單位取千克，光速單位取米/秒，則能單位為焦，而具體計(jì)算時(shí)，能的單位常用電子伏特，1電子伏特6。-19焦。15、原子核受到入射粒子轟擊時(shí)，能產(chǎn)生的核反應(yīng)過(guò)程往往不止一種。例如鈾核的裂變， 有時(shí)裂變成氤和鋸，有時(shí)裂變成鋼和氟，也有時(shí)裂變成睇和鋁，同時(shí)放出幾個(gè)中子。如：235u+0n15461Ba+92Kr 以n235U Jn 15：Xe 90Sr 10jn個(gè)別情況下，鈾核還可以分裂成三部分

23、甚至四部分。必須指出的是，所有的核反應(yīng)方程都有一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，切不可不顧事實(shí)杜撰核反應(yīng)方程。16、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的條件： 原子核裂變時(shí)放出的這些中子在碰到另外原子核之前不能跑到反應(yīng)物塊外面去（即反應(yīng)物塊小于臨界體積），這是內(nèi)因，外因是開(kāi)始時(shí)要有轟擊反應(yīng)物原子核的中子激發(fā)。17、核反應(yīng)堆是控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置，是核電站的核心。鈾棒是核燃料，石墨是使快中子 變成慢中子（有利反應(yīng)）的減速劑，鎘棒是用來(lái)吸收中子控制反應(yīng)速度的。18、輕核聚變可釋放更多的能量，但它必須在幾百萬(wàn)度高溫下進(jìn)行，這樣才能使原子的核外電子全部脫離，并且一部分原子核具有足夠的動(dòng)能克服庫(kù)侖斥力，靠近到聚合距離，從而發(fā)生聚變?？刂茻岷朔磻?yīng)

24、是目前世界科學(xué)研究的前沿陣地，一旦付諸實(shí)用，這將是一次重大的能源革命?！镜湫屠}分析】例1、29oTh ）經(jīng)過(guò)一系列“和3衰變，變成28；8 Pb （鉛）（）A、鉛核比社核少8個(gè)質(zhì)子B、鉛核比社核少16個(gè)中子C、共經(jīng)過(guò)4次a衰變和6次3衰變D、共經(jīng)過(guò)6次a衰變和4次3衰變分析與解答：根據(jù)核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，知A、B正確,又根據(jù)a、3衰變規(guī)律知 D正確。例2、若元素A的半衰期為4d,元素B的半衰期為5d,則相同質(zhì)量 A和B,經(jīng)過(guò)20d后,剩下的質(zhì)量之比mA : mB 為分析與解答:,1、20/4由mA = mA （一） 二 mA21 20/5mB =mB （-）g）5

25、1 4mB（2）相比得mA:mB =1:2例3、A、B原子核靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)放出 a粒子，另一個(gè)放出3粒子，運(yùn)動(dòng)方向均跟磁場(chǎng)垂直，它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡及兩個(gè)反沖核的運(yùn)動(dòng)徑跡幾圖（ 為a粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡 為3粒子徑跡。1）,則可以判定圖1分析與解答：因反沖核與放出粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反，所以形成兩外切圓的為 a粒子，兩內(nèi)2切圓的為放出3粒子因反沖核和放出粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由 Bqr =mv-得R=mV ,rBq衰變中反沖核與放出粒子動(dòng)量等值，故 Roc-,于是知1為“粒子徑跡，3為3粒子徑跡。q例4、已知質(zhì)子質(zhì)量是1.007277U ,中子質(zhì)量是1.008665u , ：Be的質(zhì)量

26、是9.012186u ,試計(jì)算質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)9Be釋放的能量是多少？(已知 1u=1.660566 X107 kg)分析與解答：核反應(yīng)方程應(yīng)為4；H刊z：Be反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損和釋放的能量分別為. ：m=(4 1.007277 5 1.0086659.012186)u =0.060219u =9.999762 1029kg _ 2J?98 2E = m C =9.999762 10(3 10 ) J =56MeV當(dāng)然，也可利用每個(gè)原子單位質(zhì)量1u對(duì)應(yīng)的能量為931MeV進(jìn)行計(jì)算。例5、被核和一個(gè)a粒子結(jié)合成一個(gè)碳核，同時(shí)以輻射一粒子光子的形式釋放能量。已知 被核，a粒子和碳核的質(zhì)量依次為

27、m, 你和m3,真空中光速為 C,普朗克常數(shù)為h,那么所輻射的光子在真空中的波長(zhǎng)為 。分析與解答：據(jù)核反應(yīng)釋放能量AE=(m1 +m2 -m3)C2 ,光子能量E =曳，得波長(zhǎng)九h_八一2 (m1 m2 -m3)C例6、已知笊核質(zhì)量為2.0136u ,中子質(zhì)量為1.0087u,氨核質(zhì)量為3.0150u。(1)寫(xiě)出兩 個(gè)笊核聚變成氨核的方程。(2)若釋放的核能有37%專化為機(jī)械能，且兩核是以相等的動(dòng)能 0.3 兆電子伏對(duì)心碰撞，求在反應(yīng)后產(chǎn)生擬核及中子各具有多少功能。分析與解答：(1)核反應(yīng)方程：2H+2HT 3He+0n所=(2父2.0136 -3.0150 -1.0087)u =0.0035

28、u釋放的核能.正=.:mC2 =0.0035uC2 =0.0035 931MeV =3.26MeV兩核相互作用時(shí)的總機(jī)械能E0 =（3.26 37% 0.3 2）MeV ： 1.8MeV設(shè)反應(yīng)后氫核和中子的速度分別為V1, V2,由反應(yīng)中動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒得 TOC o 1-5 h z 、，、， L1、，21、，2m)HeV1 =mnV2, E0 =-mHeV1-mnV222則 V2=3%，代入得 Eo =4 1mHeV12mn2所以反應(yīng)后氨核和中子的動(dòng)能分別為EKHe =1mHeV12 =E0 =0.45MeV ,2412E Kn = mnV2 = E0 EKHe =1.35MeV 2【同

29、步練習(xí)】1、一個(gè)原子核X經(jīng)過(guò)“衰變和3衰變后變成穩(wěn)定的核Z,其衰變過(guò)程為 aXOCY feZ ,下面關(guān)系式中，正確的是（）A、a=c+4B c=e+1C、f=d+1D b=f+12、下面對(duì)某原子核衰變的描述中，正確的是（）A、放出一個(gè)3粒子后，它的中子數(shù)減少 1 ,原子序數(shù)減少1B、放出一個(gè)a粒子后，它的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都減少2C、放出一個(gè)3粒子后，它的質(zhì)量數(shù)不變，它的質(zhì)子數(shù)增加1D、放出一個(gè)a粒子后，它的質(zhì)量數(shù)減少 4,它的中子數(shù)減少 23、原有甲、乙兩種放射性元素，質(zhì)量分別為m甲、m乙、甲的半衰期為15天，乙的半衰期為30天。經(jīng)過(guò)60天后，兩種元素的質(zhì)量相等，那么原有的質(zhì)量m甲與m乙的比為（

30、）A、4:1B 1:4C、2:14、兩靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的放射性元素核，其中一個(gè)發(fā)生衰變和3衰變+運(yùn)動(dòng)方向均垂直磁場(chǎng), 動(dòng)軌跡，則下列判斷正確的是a、b、c、分別表不D、1:2a衰變，另一個(gè)發(fā)生 3衰變?！?a粒子+ 3粒子及另兩反沖核的運(yùn)A、a為 B、b為 C、a為 D、b為粒子軌跡,粒子軌跡,粒子軌跡,粒子軌跡,【 ）c為3粒子軌跡c為3粒子軌跡 d為3粒子軌跡 d為3粒子軌跡乙5、下列核反應(yīng)方程中,哪些是平衡的？（A、1：B+（a粒子）t；N十；HB、（質(zhì)子）t 0n+_HeC、1；N+4h-1O+（質(zhì)子） TOC o 1-5 h z D、2；Al+（中子）T27Mg+；H I w I -

31、J 1 r t -I6、中子比質(zhì)子較易貫穿原子核，其主要原因是（）A、中子比質(zhì)子體積小日中子比質(zhì)子運(yùn)動(dòng)快C、中子比質(zhì)子能量小D中子不帶電7、氫、笊、瓶是同位素，因?yàn)樗鼈儯ǎ〢、具有相同的質(zhì)量已具有相等的中子數(shù)C、具有相等的質(zhì)子數(shù)D具有相同的化學(xué)性質(zhì)8、一個(gè)笊核和一個(gè)瓶核結(jié)合成一個(gè)氨核時(shí)，釋放 17.6MeV的能量，則2g和3g瓶完成聚 變后釋放的能量是（No為阿佛加德羅常數(shù)）（）A、5M17.6MeVB 2No x17.6 MeVC、No 17.6 MeVD 5No 17.6 MeV9、氫核、中子、笊核的質(zhì)量分別是m、m、m,那么笊核的結(jié)合能是（）A、mC2B （m1+m）C T282Bi+e屬于C、（m3-m1-m2）C2D （m1+m-m3）C210、當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成笊核時(shí)，產(chǎn)生丫光子輻射，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A、核子結(jié)合成原子核時(shí)，要放出能量B、原子核分裂成核子時(shí)，要吸收能量C、丫光子的質(zhì)量為零，笊核質(zhì)量等于中子與質(zhì)子質(zhì)量之和D、丫光子具有一定的能量，笊核質(zhì)量小于中子與質(zhì)子量之和11、首先發(fā)現(xiàn)放射性現(xiàn)象的科學(xué)家是 ,發(fā)現(xiàn)放射性元素針和鐳的科學(xué) 日 豕 o12、238U 寅期成234Th時(shí)釋放出粒子。234Th亮期成234 Pa時(shí)釋放出92 U90 Th 口C 干/|H J