1、.人教版高中物理選修3-5原子和原子核復習導學案量子化 理論 湯姆生棗糕模型 湯姆生發現電子玻爾原子理論 盧瑟福原子核式構造模型盧瑟福粒子散射實驗原子可分 經典電磁場理論半衰期 氫原子能級衰變、衰變天然放射現象的發現原子核人工轉變 能量裂變原子核可分聚變2愛因斯坦質能方程E=mC1.粒子散射實驗19091911年，英國物理學家盧琴福和他的助手們進展了粒子散射實驗.1實驗裝置如下圖：如下圖，用粒子轟擊金箔，由于金原子中的帶電微粒對粒子有庫倉力作用，一些粒子穿過金箔后改變了運動方向，這種現象叫做粒子散射.熒光屏可以沿著圖中虛線轉動，用來統計向不同方向散射的粒子數目.全部設備裝在真空中.2實驗結果：

2、絕大多數粒子穿過金箔后根本上仍沿原來的方向前進，但有少數粒子發生了較大的偏轉.3現象解釋：認為原子中的全部正電荷和幾乎所有質量都集中到一個很小的核上，由于核很小，大部分粒子穿過金箔時都離核很遠，受到的庫侖力很小，它們的運動幾乎不受影響.只有少數粒子從原子核附近飛過，明顯受到原子核的庫侖力而發生大角度偏轉.2.原子的核式構造模型內容：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外的空間運動.說明 核式構造模型的實驗根底是粒子散射實驗，從粒子散射的實驗數據，估計原子核半徑的數量級為10-14m10-15m，而原子半徑的數量級是10-10m

3、.3.玻爾的原子模型內容：玻爾認為，圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數值，這種現象叫軌道量子化；不同的軌道對應著不同的狀態，在這些狀態中，盡管電子做變速運動，卻不輻射能量，因此這些狀態是穩定的；原子在不同的狀態中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的.理解要點：玻爾的原子模型是以假說的形式提出來的，包括以下三方面的內容：n E/eV1 -13.63 -1.512 -3.45 -0.584 -0.85軌道假設：即軌道是量子化的，只能是某些分立的值.定態假設：即不同的軌道對應著不同的能量狀態，這些狀態中原子是穩定的，不向外輻射能量.躍遷假設：原子在不同的狀態具有不同的能量，從一個定

4、態向另一個定態躍遷時要輻射或吸收一定頻率的光子，該光子的能量，等于這兩個狀態的能級差.4.三種射線的比較射線：是氦核He流，速度約為光速的非常之一，在空氣中射程幾厘米，貫穿本領小，電離作用強.射線：是高速的電子流，穿透本領較大，能穿透幾毫米的鋁板，電離作用較弱.射線：是高能光子流，貫穿本領強，能穿透幾厘米鉛板，電離作用小.說明 放射性元素有的原子核放出射線，有的放出射線，多余的能量以光子的形式射出.5.衰變定義：放射性元素的原子核由于放出某種粒子而轉變為新核的變化稱為衰變.衰變規律：電荷數和質量數都守恒.衰變：XY+He，衰變的本質是某元素的原子核放出由兩個質子和兩個中子組成的粒子即氦核.衰變

5、：XY+e，衰變的本質是某元素的原子核內的一個中子變為一個質子時放射出一個電子.衰變：衰變是伴隨衰變或衰變同時發生的.衰變不改變原子核的電荷數和質量數.其本質是放射性原子核在發生衰變或衰變時，產生的某些新核由于具有過多的能量核處于激發態而輻射出光子.例3 U衰變后Rn共發生了 次衰變和 次衰變.解析 根據衰變規律，Rn的質量數比U的質量數減少了238-22216，而天然放射只有衰變才能使質量數減少，且每次衰變減少質量數為4，故發生了16÷44次衰變.因每次衰變核的電荷數減少2，故由于衰變核 的電荷數應減少4×28.而Rn核的電荷數僅比U核少了92-866，故說明發生了2次衰

6、變即92-8+286.答案 發生了4次衰變，2次衰變.評價 在分析有關、衰變的問題時，應抓住每次衰變質量數減4，電荷數減2和每次衰變時質量數不變，電荷數加1這一衰變規律進展分析.6.半衰期定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變需要的時間，叫這種元素的半衰期.說明 1半衰期由放射性元素的原子核內部本身的因素決定的，跟原子所處的物理狀態如壓強、溫度等或化學狀態如單質或化合物無關.2半衰期只對大量原子核衰變才有意義，因為放射性元素的衰變規律是統計規律，對少數原子核衰變不再起作用.3確定衰變次數的方法：設放射性元素X經過n次衰變m次衰變后，變成穩定的新元素Y，那么表示核反響的方程為：XY+nHe +m

7、e.根據電荷數守恒和質量數守恒可列方程兩式聯立得：由此可見確定衰變次數可歸結為解一個二元一次方程組.7.放射性同位素的應用1利用它的射線如利用鈷60放出的很強的射線來檢查金屬內部有沒有砂眼和裂紋，這叫射線探傷，利用放射線的貫穿本領理解物體的厚度和密度的關系，可以用放射性同位素來檢查各種產品的厚度、密封容器中的液面高度，從而自動控制消費過程，再如利用射線的電離作用，可以消除機器在運轉中因摩擦而產生的有害靜電，利用射線殺死體內的癌細胞等.2做示蹤原子如在生物科學研究方面，同位素示蹤技術起著非常重要的作用，在人工方法合成牛胰島素的研制、驗證方向、示蹤原子起著重要的作用.在輸油管線漏的檢查和對植物生長

8、的檢測方面，示蹤原子都起著重要作用.例4 如圖所示是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖.1請你簡述自動控制的原理；2假如工廠消費的是厚度為1毫米的鋁板，在、和三種射線中，你認為哪一種射線在鋁板的厚度控制中起主要作用，為什么？解析 1放射線具有穿透本領，假如向前運動的鋁板的厚度有變化，那么探測器接收到的放射線的強度就會隨之變化，這種變化被轉變為電信號輸入到相應的裝置，進而自動控制如上圖中右側的兩個輪間的間隔 ，使鋁板的厚度恢復正常.2射線起主要作用，因為射線的貫穿本領很小，一張薄紙就能把它擋住，更穿不過1毫米的鋁板；射線的貫穿本領非常強，能穿過幾厘米的鉛板，1毫米左右的鋁板厚度發生變化時

9、，透過鋁板的射線強度變化不大；射線的貫穿本領較強，能穿過幾毫米的鋁板，當鋁板的厚度發生變化時，透過鋁板的射線強度變化較大，探測器可明顯地反響出這種變化，使自動化系統做出相應的反響.8.核能的計算1質能方程：愛因斯擔的相對論指出，物體的質量和能量存在著親密聯絡，即E=mc2.這就是愛因斯坦的質能方程.說明 質能方程告訴我們質量和能量之間存在著簡單的正比關系.物體的能量增大了，質量也增大了；能量減小了，質量也減小.且核反響中釋放的能量與質量虧損成正比：2核能：核反響中放出的能量稱為核能.3核能的計算根據愛因斯坦質能方程，用核子結合成原子核時質量虧損的千克數乘以真空中光速的平方.即根據1原子質量單位

10、u相當于931.5MeV能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV.即 MeV例5 氮核質量mN=14.00753u，氧核質量m0=17.00454u，氦核質量mHe=4.00387u，質子質量u，試判斷核反響：N+HeO+H是吸能反響，還是放能反響，能量變化多少？解析 先計算出質量虧損，然后由1u相當于931.5MeV能量代入計算即可.反響前總質量 u反響后總質量 u因為反響中質量增加，所以此反響為吸能反響，所吸收能量為：=18.01269-18.01140×931.5 MeV=1.2 MeV例6 一個靜止的U原子質量為232.0372u，放出一個粒子原子質量為4.00260u后，衰變成Th原子質量為228.0287u.假設放出的結合能完全變成Th核和粒子的動能，試計算粒子的動能.剖析 由質能方程可計算釋放的核能，然后結合動量守恒和能量關系可求解.解析 反響中產生的質量虧損u反響中釋放的核能：MeV=5.5MeV在U核衰變過程中的動量守恒、能量守恒，那么解以上兩式得：那么粒子的動能MeV=5.41MeV9.原子