原子物理部分復(fù)習(xí)

第三部分：原子和原子核近幾年高考特點(diǎn)：重點(diǎn)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。尤其對(duì)玻爾能級(jí)的理解推理能力考查要求較高，出題頻率最高。復(fù)習(xí)建議：復(fù)習(xí)要循著學(xué)史中原子及其復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的順序進(jìn)行，突出原子核式結(jié)構(gòu)理論、能級(jí)躍遷規(guī)律、核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒、兩種衰變的規(guī)律，質(zhì)能方程等知識(shí)，對(duì)α、β、γ粒子的特性也要有清晰了解;重視一些有重要發(fā)現(xiàn)的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”

Ⅲ、近幾年北京卷原子物理考查分析題號(hào)131415161718192005年熱學(xué)光學(xué)核能機(jī)械波交流電閃電估算萬(wàn)有引力楞次演示06年原子靜電演示熱學(xué)光學(xué)振動(dòng)估算萬(wàn)有引力力學(xué)磁場(chǎng)07年光學(xué)原子萬(wàn)有引力熱學(xué)探究交流電蘋果估算單擺力電綜合08年光學(xué)原子熱學(xué)估算機(jī)械波萬(wàn)有引力變壓器電場(chǎng)力學(xué)推理09年熱學(xué)演示原子波的類比電場(chǎng)機(jī)械波力學(xué)電磁場(chǎng)電學(xué)推理10年相對(duì)論光學(xué)核能估算萬(wàn)有引力機(jī)械波電容探究自感演示力圖像11年衰變方程雙縫實(shí)驗(yàn)同步衛(wèi)星機(jī)波概念變化電路蹦極圖象自感演示單位等效知識(shí)網(wǎng)絡(luò)原子的組成結(jié)構(gòu)核外電子原子核吸收能量向高能級(jí)躍遷進(jìn)入激發(fā)態(tài)釋放光子回到基態(tài)n=1n=2n=4n=3?E=E4-E1m、n為量子數(shù)靠核子之間的核力凝聚在一起0.8×10-15m1.衰變:2.裂變:3.聚變:不穩(wěn)定??！核反應(yīng)的類型人工核反應(yīng)天然放射性衰變（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）

（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）

（人工制造放射性同位素）+201Mev輕核的聚變：重核的裂變：一.原子的模型1.湯姆生的棗糕式模型2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型放射源金箔熒光屏正電荷均勻分布在球內(nèi),電子鑲嵌在球內(nèi)絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)或只發(fā)生很小偏轉(zhuǎn);少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn);極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)900：有的甚至被彈回。（1）α粒子散射實(shí)驗(yàn)（2）結(jié)論：08上海綜合3、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型（1）模型：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幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)（2）解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)+-（3）意義估計(jì)原子核的半徑在10-15～10-14m（1）.玻爾假設(shè)(a)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然做加速運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量.這些狀態(tài)叫做定態(tài)(b)原子從一種定態(tài)(設(shè)能量E初)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量E終)時(shí),它輻射(或吸收)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,(c)規(guī)律:注：原子的能量狀態(tài)是和電子在哪條軌道上相對(duì)應(yīng)的4.波爾的原子模型（2）.玻爾的氫原子模型+第一條軌道第二條軌道第三條軌道_原子的狀態(tài)最穩(wěn)定電子在第一條軌道上運(yùn)動(dòng)此時(shí)原子的能量值,稱為第一能級(jí)E1此時(shí)原子的狀態(tài)稱為基態(tài)電子在第二條軌道上運(yùn)動(dòng)原子處于第一激發(fā)態(tài)原子的狀態(tài)不穩(wěn)定此時(shí)原子的能量值,稱為第二能級(jí)E2原子的能量值是動(dòng)能和電勢(shì)能之和n為量子數(shù)3、氫原子的能級(jí)圖軌道12345-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV∞0二.原子的發(fā)光機(jī)制原子吸收能量低能級(jí)高能級(jí)原子放出能量高能級(jí)低能級(jí)發(fā)光加熱或光照.產(chǎn)生的機(jī)理(4).射線原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的(1).無(wú)線電波振蕩電路中自由電子周期性運(yùn)動(dòng)(2).紅外線、可見(jiàn)光、紫外線原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的(3).倫琴射線原子內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的---原子核原子內(nèi)層電子原子外層電子自由電子二、天然放射現(xiàn)象與原子核人工轉(zhuǎn)變（一）天然放射現(xiàn)象1、放射性：一些天然礦物質(zhì)發(fā)出穿透能力很強(qiáng)的射線的性質(zhì)2、放射性元素：具有放射性的元素PoRa原子序數(shù)大于等于84的元素都具有放射性（二）放射線的性質(zhì)1、放射線的構(gòu)成（1）直接射的照相底片上。底片上出現(xiàn)一個(gè)暗斑（2）加入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。向左偏轉(zhuǎn)方向不變向右偏轉(zhuǎn)β射線電子γ射線α射線α粒子2、放射線的特性α射線γ射線β射線貫穿能力弱、電離能力強(qiáng)貫穿能力很強(qiáng)、電離能力較弱貫穿能力特強(qiáng)、電離能力特弱08四川（三）放射性元素的衰變?cè)有驍?shù)大于84的所有天然存在的元素，都具有放射性；小于84的也有一些有放射性1、衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓?、衰變的種類：進(jìn)行α、β衰變后不穩(wěn)定，會(huì)躍遷到基態(tài)，伴隨著能量的輻射，即放出γ射線（四）半衰期1半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間2.半衰期的決定因素由原子核本身決定,與物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)注意:半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別原子核的衰變時(shí)間無(wú)法確定?電子哪里來(lái)幾點(diǎn)注意:1.對(duì)半衰期的理解:(1)半衰期由原子核本身決定,與其物理化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)n為經(jīng)歷半衰期個(gè)數(shù)2.釋放的核能(1)質(zhì)量虧損:?m=m反應(yīng)物-m生成物(2)釋放的核能:?E=?mC21μc2=931.5MeV質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。3.三個(gè)發(fā)現(xiàn):發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:發(fā)現(xiàn)中子:發(fā)現(xiàn)正電子:盧瑟福查德威克小居里夫婦三．重核的裂變１．核裂變：鈾核在俘獲一個(gè)中子后，發(fā)生了一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過(guò)程２核反應(yīng)方程３鏈?zhǔn)椒磻?yīng):鈾核裂變時(shí),同時(shí)放出幾個(gè)中子,這些中子再引起其它鈾核裂變,就可以使裂變過(guò)程不斷地進(jìn)行下去,這種反應(yīng)過(guò)程叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)4.臨界體積:能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積什么什么什么核反應(yīng)堆鈾棒：天然鈾或濃縮鈾組成減速劑：石墨或重水、普通水作用：裂變產(chǎn)生的速度很大的中子跟這些物質(zhì)相碰后，速度很慢，變成容易被鈾235吸收的慢中子控制棒：鎘棒作用：鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)，通過(guò)棒的深、淺吸收中子，控制反應(yīng)速度。四、輕核的聚變1、定義：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫核聚變2、熱核反應(yīng)：通過(guò)加熱使輕核在碰撞中達(dá)到近距離，實(shí)現(xiàn)核聚變太陽(yáng)釋放的能量主要來(lái)自熱核反應(yīng)3、氫彈：五、關(guān)于核能的計(jì)算核能的計(jì)算是原子物理中的熱點(diǎn)問(wèn)題，在重核的裂變，輕核的聚變，放射性衰變以及某些大工程的核反應(yīng)中，都伴隨著巨大的核能釋放，如何計(jì)算這些核能呢？根據(jù)不同的題設(shè)條件和不同的核反應(yīng)特征，歸納如下1、根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算核能由于原子核及核子的質(zhì)量大小可用國(guó)際單位中的“kg”作單位，也能用原子質(zhì)量單位“u”來(lái)表示，這樣，也就有了兩種方法(1)用△E=△mc2計(jì)算核能公式中的各物理量必須用國(guó)際單位制中的單位來(lái)表示其數(shù)值，所以當(dāng)原子核及核子的質(zhì)量用“kg”作單位時(shí)，該式計(jì)算核能較為方便。

七、相對(duì)論簡(jiǎn)介1．相對(duì)論的誕生（1）伽利略相對(duì)性原理：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。（2）狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)：①狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。

②光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的。2．時(shí)間和空間的相對(duì)性經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，時(shí)間和空間是脫離物體而獨(dú)立存在的，是絕對(duì)的，空間與時(shí)間之間也沒(méi)有聯(lián)系；相對(duì)論則認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)有關(guān)，物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的整體。（1）“同時(shí)”的相對(duì)性：“同時(shí)”是相對(duì)的。在一個(gè)慣性參考系中看來(lái)“同時(shí)”的，在另