第13章第1講 原子結(jié)構(gòu)

第1講原子結(jié)構(gòu)考點(diǎn)要求說(shuō)明氫原子光譜Ⅰ氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式Ⅰ原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期Ⅰ放射性同位素Ⅰ核力、核反應(yīng)方程Ⅰ結(jié)合能、質(zhì)量虧損Ⅰ裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)Ⅰ射線的危害和防護(hù)Ⅰ光電效應(yīng)Ⅰ愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ⅰ本考點(diǎn)知識(shí)的特點(diǎn)是“點(diǎn)多面寬”，“考點(diǎn)分散”，因此高考對(duì)本點(diǎn)考的考查主要是從對(duì)基本概念的理解、辨別方面進(jìn)行，包括閱讀理解部分；題型主要以選擇題為主，在近幾年高考試卷中每年都考．其中重點(diǎn)考查的有能級(jí)與光譜、核反應(yīng)方程及規(guī)律、質(zhì)能方程及核能、相關(guān)物理史，光子論等內(nèi)容的題目；還有與磁場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、能的轉(zhuǎn)化與守恒等知識(shí)綜合考查的問(wèn)題；同時(shí)，有的試題還以與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有著密切聯(lián)系的近代物理為背景來(lái)考查原子物理的重點(diǎn)知識(shí).本章知識(shí)能與生活、生產(chǎn)、社會(huì)、現(xiàn)代科技以及相關(guān)學(xué)科相結(jié)合，緊密聯(lián)系實(shí)際，聯(lián)系高科技，所命題目題型新穎，但最近幾年高考還是以基礎(chǔ)知識(shí)考查為主，考查的主要熱點(diǎn)如下：玻爾理論、能級(jí)、光子的發(fā)射與吸收、躍遷．原子的核式結(jié)構(gòu)．質(zhì)能方程與核反應(yīng)方程、核能．關(guān)于核能的計(jì)算考查的頻率越來(lái)越高．從近幾年的高考試題來(lái)看，本章所考查的內(nèi)容主要集中在原子的核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、質(zhì)能方程、核反應(yīng)方程等知識(shí)點(diǎn)，高考對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的要求較低，但每年均有習(xí)題涉及．同學(xué)們復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：記準(zhǔn)一些常用粒子符號(hào)．寫好一些典型的核反應(yīng)方程．了解一些物理學(xué)史、著名實(shí)驗(yàn)及重要的近代物理理論．一、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)與核式結(jié)構(gòu)模型1．湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的棗糕模型．2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)α粒子散射實(shí)驗(yàn)是用α粒子轟擊金箔，結(jié)果絕大部分α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極個(gè)別α粒子甚發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)．3．核式結(jié)構(gòu)盧瑟?；讦亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論并從行星模型得到啟發(fā)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，這是一種聯(lián)想思維．核式結(jié)構(gòu)：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和大部分質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)．4．由α粒子散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算原子核的大小，盧瑟福估算的結(jié)果是：原子核的大小的數(shù)量級(jí)在以10－14以下．二、玻爾的氫原子能級(jí)模型：1．玻爾的三條假說(shuō)：軌道假設(shè)：即軌道是量子化的，不連續(xù)的，只能是某些分立的值．對(duì)氫原子滿足：rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10m.定態(tài)假設(shè)：即不同的軌道對(duì)應(yīng)著不同的能量狀態(tài)，這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，不向外輻射能量．躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為E1)時(shí)，它會(huì)吸收或輻射出一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即hv＝E2－E1.2．氫原子能級(jí)圖：如圖所示3．玻爾理論的局限性玻爾理論成功解釋了氫原子光譜，但對(duì)其他原子光譜的解釋則不成功，主要原因是波爾理論過(guò)多地保留了經(jīng)典物理理論．一、α粒子散射實(shí)驗(yàn)與核式結(jié)構(gòu)模型例1、盧瑟福通過(guò)______________實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個(gè)很小的核，并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．如果用帶箭頭的四條線a、b、c、d來(lái)表示α粒子在圖13-1-1所示的平面示意圖中運(yùn)動(dòng)的可能軌跡．請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)充完成b和c兩條α粒子運(yùn)動(dòng)的大致軌跡．圖13-1-1盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，離核越近的α粒子偏轉(zhuǎn)角度越大，正對(duì)著原子核射來(lái)的α粒子被原子核反彈，所以正確的軌跡如圖所示．對(duì)于c，最好是畫出反彈的徑跡與原來(lái)的徑跡分離開(kāi)，這樣可以看出α粒子被金原子核反彈；另外對(duì)于b，其散射角一定要大于a，否則是錯(cuò)誤的．所以答案是α粒子散射實(shí)驗(yàn).如圖變式訓(xùn)練1、如圖13-1-2所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)的示意圖，A點(diǎn)為某α粒子運(yùn)動(dòng)中離原子核最近的位置，則該α粒子在A點(diǎn)具有(

)A．最大的速度B．最大的加速度C．最大的動(dòng)能D．最大的電勢(shì)能圖13-1-2BD解析：

α粒子在接近原子核的過(guò)程中受到原子核庫(kù)侖斥力的作用，這個(gè)力對(duì)α粒子做負(fù)功，使α粒子的速度減小，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，顯然，正確選項(xiàng)應(yīng)該為BD.變式訓(xùn)練2、關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)(

)A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過(guò)金屬箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B．原子核很小，原子中絕大部分是空的C．電子在核外繞原子核旋轉(zhuǎn)，庫(kù)侖引力提供向心力D．對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算原子核的大小BCD二、原子的躍遷、發(fā)光的種類例2、氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過(guò)程中(

)A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大B．原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大D變式訓(xùn)練3、氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長(zhǎng)的激光，其中兩種波長(zhǎng)分別為λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm，已知波長(zhǎng)為λ1的激光是氖原子在能級(jí)間隔為ΔE1＝1.96eV的兩個(gè)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的．用ΔE2表示產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ2的激光所對(duì)應(yīng)的躍遷的能級(jí)間隔，則ΔE2的近似值為(

)A．10.50eV

B．0.98eVC．0.53eV

D．0.36eVD變式訓(xùn)練4、已知?dú)湓拥哪芗?jí)規(guī)律為E1＝－13.6eV、E2＝－3.4eV、E3＝－1.51eV、E4＝－0.85eV.現(xiàn)用光子能量介于11eV～12.5eV范圍內(nèi)的光去照射一大群處于