1、原子物理一、盧瑟福的原子模型核式結構年,_ 發覺了電子 . 他仍提出了原子的 _模型 .2. 物理學家 _用_粒子轟擊金箔的試驗叫_ ；3. 試驗結果 : 絕大部分 粒子穿過金箔后 _; 少數 粒子發生了較大的偏轉 ; 極少數的 粒子甚至被 _.4. 試驗的啟示：絕大多數 粒子直線穿過,說明原子內部存在很大的間隙；少數 粒子較大偏轉,說明原子內部集中存在著對 粒子有斥力的正電荷；極個別 粒子反彈,說明個別粒子正對著質量比 粒子大許多的物體運動時,受到該物體很大的斥力作用5. 原子的核式結構 :盧瑟福依據 粒子散射試驗的結果,提出了原子的核式結構：在原子中心有一個很小的核,叫 _,原子的全部正電

2、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空間繞核旋轉例 1: 在 粒子散射試驗中, 盧瑟福用 粒子轟擊金箔, 以下四個選項中哪一項屬于試驗得到的正確結果: 粒子A. 粒子穿過金箔時都不轉變運動方向 B.極少數 粒子穿過金箔時有較大的偏轉, 有的甚至被反彈 C. 絕大多數 粒子穿過金箔時有較大的偏轉 D. 粒子穿過金箔時都有較大的偏轉. 例 2: 依據 粒子散射試驗,盧瑟福提出了原子的核式結構模型；如圖1-1 所示表示了原子核式結構模型的粒子散射圖景；圖中實線表示粒子的運動軌跡；其中一個c粒子在從 a 運動到 b、再運動到c 的過程中（粒子在 b 點時距原子核最近）,下ab列判定正確

3、選項（）原子核A粒子的動能先增大后減小B粒子的電勢能先增大后減小C粒子的加速度先變小后變大D電場力對粒子先做正功后做負功圖 1-1二 玻爾的原子模型 能級1玻爾提出假說的背景原子的核式結構學說與經典物理學的沖突：按經典物理學理論,核外電子繞核運動時,要不斷地輻射電磁波,電子能量減小,其軌道半徑將不斷減小,最終落于原子核上,即核式結構將是不穩固的,而事實上是穩固的電子繞核運動時輻射出的電磁波的頻率應等于電子繞核運動的頻率,由于電子軌道半徑不斷減小,發射出的電磁波的頻率應是連續變化的,而事實上,原子輻射的電磁波的頻率只是某些特定值；為解決原子的核式結構模型與經典電磁理論之間的沖突,玻爾提出了三點假

4、設,后人稱之為玻爾模型2玻爾模型的主要內容：定態假說：原子只能處于一系列_的能量狀態中,在這些狀態中原子是_的,電子雖然繞核運動,但不向外輻射能量這些狀態叫做_ 躍遷假說：原子從一種定態躍遷到另一種定態時,它輻射（或吸取）肯定頻率的光子,光子的能量由這兩定態的能量差打算,即 _.軌道假說：原子的不同能量狀態對應于 連續的3氫原子的能級公式和軌道公式_子的不同軌道 . 原子的定態是不連續的,因此電子的可能軌道也是不原子各定態的能量值叫做原子的能級,對于氫原子,其能級公式為 :_ ；對應的軌道公式為：rn n 2r 1；其中 n 稱為量子數,只能取正整數 .E1=,r 1= 10-10m原子的最低

5、能量狀態稱為 _,對應電子在離核最近的軌道上運動；原子的較高能量狀態稱為 _,對應電子在離核較遠的軌道上運動4氫原子核外的電子繞核運動的軌道與其能量相對應核外電子繞核做圓周運動的向心力,來源于庫侖力 量子化的衛星運動模型 由 F 庫k er 22 m vr 2得動能 Ek 12 mv 2 12 ker 2,即 r 越大時,動能 _.又由于 rn n 2r 1,Enn E2 1即量子數 n 越大時,動能 _,勢能 _,總能量 _5用玻爾量子理論爭論原子躍遷時釋放光子的頻率種數氫原子處于n=k 能級向較低激發態或基態躍遷時,可能產生的光譜線條數的運算公式為：NC2 kkk12例 1: 氫原子的核外

6、電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道的過程中 A原子要吸取光子,電子的動能增大,原子的電勢能增大B原子要放出光子,電子的動能減小,原子的電勢能減小C原子要吸取光子,電子的動能增大,原子的電勢能減小D原子要吸取光子,電子的動能減小,原子的電勢能增大例 2: 大量氫原子處于 n4 的激發態,當它們向各較低能級躍遷時,對于多種可能的躍遷,下面說法中正確選項 A最多只能釋放出4 種不同頻率的光子n2 能級躍遷到n1 能級釋放出的光子波長B從 n 4 能級躍遷到n1 能級釋放出的光子波長最長C從 n 4 能級躍遷到n1 能級釋放出的光子頻率最大D從 n 4 能級躍遷到n3 能級釋放出的光子波長等于從

7、光束例 3: 氫原子發出 a、b 兩種頻率的光,經平行玻璃磚折射后的光路如 玻璃磚圖 2-1 所示；如 a 光是由能級 n=4 向 n=1 躍遷時發出的,就 b 光可能是 A從能級 n=5 向 n=1 躍遷時發出的 b aB從能級 n=3 向 n=1 躍遷時發出的C從能級 n=5 向 n=2 躍遷時發出的 D從能級 n=3 向 n=2 躍遷時發出的圖 2-1例 4: 如圖 2-2 所示為氫原子的能級示意圖,一群氫原子處于n=3 的激發態,原子在向較低能級躍遷的過程中向外發出光子；如用這些光照耀逸出功為2. 49 eV的金屬鈉,就以下說法正確選項（）A這群氫原子能發出三種頻率不同的光,其中從 B

8、這群氫原子能發出兩種頻率不同的光,其中從n=3 躍遷到 n=2 所發出的光波長最短 n=3 躍遷到 n=1 所發出的光頻率最高C金屬鈉表面所發出的光電子的初動能最大值為11. 11 eV圖 2-2D金屬鈉表面所發出的光電子的初動能最大值為9. 60 eV例 5: a、b 兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進行試驗,在距雙縫恒定 距離的屏上得到如圖 2-3 所示的干涉圖樣,圖甲是 a 光照耀時形成的干涉圖樣,圖乙是 b光照耀時形成的干涉圖樣；以下關于 a、b 兩束單色光的說法正確選項（）Aa 光子的能量較大B在水中 a 光傳播的速度較小圖甲圖乙C如用 b 光照耀某金屬沒有光電子逸出, 就 a 光照

9、耀該金屬時也沒有光電子逸出D如 a 光是氫原子的核外電子從第三能級向其次能級躍遷時產生的 , 就 b 光可能是氫原子的核外電子從第四能級向第三能級躍遷時產生的 圖 2-3例 6: 處于 n3 激發態的大量氫原子向基態躍遷時所放出的光子中,只有一種光子不能使金屬 A 產生光電效應,就下列說法不正確的是 （）A不能使金屬 A 產生光電效應的光子肯定是氫原子從 n3 的激發態直接躍遷到基態時放出的B不能使金屬 A 產生光電效應的光子肯定是氫原子從 n3 的激發態躍遷到 n 2 的激發態時放出的C氫原子從 n4 的激發態躍遷到 n3 的激發態,所放出的光子肯定不能使金屬 A 產生光電效應D氫原子從 n

10、4 激發態直接躍遷到基態 , 所放出的光子肯定能使金屬 A 產生光電效應n E/eV0例 7: 如圖 2-4 所示是氫原子的能級圖,現讓一束單色光照耀一群處于基態的氫原子,受 43激發的氫原子能自發地輻射出三種不同頻率的光,就照耀氫原子的單色光的光子能量為 2 A B1C D例 8: 如圖 2-4 所示為氫原子能級圖,可見光的光子能量范疇約為；以下說法正確選項（）圖 2-4A大量處在n3 的高能級的氫原子向n=3 能級躍遷時,發出的光有一部分是可見光B大量處在n=3 的氫原子向n=2 能級躍遷時,發出的光是紫外線C大量處在n=3 能級的氫原子向n=1 能級躍遷時,發出的光都應具有顯著的熱效應D

11、處在 n=3 能級的氫原子吸取任意頻率的紫外線光子都能發生電離例 9: 如圖 2-5 所示 , 設光子 A、 B、C的能量和波長分別為EA、EB、EC和A、B、C就 AABC B111BAC CABC DEBEAEC三、自然放射現象1. 自然放射現象 : 第一由貝克勒耳發覺,自然放射現象的發覺,說明_仍有內部結構圖 2-52. 衰變不穩固的原子核自發放出粒子或 粒子后,轉變為新核的變化稱為原子核的衰變射線是相伴著 衰變或 衰變產生的,也叫輻射自然放射現象就是_的衰變現象三種射線的性質種類 射線 射線 射線組成高速 _流高速 _流_流 高頻電磁波 帶電量質量4m （m 1027kg）mp靜止質量

12、為零1840在磁場中穿透本事對空氣的電離作用半衰期：放射性元素的_有_發生衰變所需的時間半衰期由_因素打算,跟原子所處的_或_狀態無關；半衰期是大量原子核衰變時的統計規律,個別原子核經多長時間衰變無法猜測；衰變規律 衰變A ZXA Z4 2 Y2 4 He 新核的核電荷數_,質量數 _.衰變規律半衰期 T 衰變A ZXZA 1 Y0 1 e 新核的核電荷數_,質量數 _.一半原子核發生衰變需要的時間m余m 原（1t）T25 質量數為 M電荷數為 N的原子核,在垂直于磁場方向上發生 衰變后, 粒子與反沖核的運動軌跡為一對_ 內、外 切圓 , 兩粒子的動量之比為 _. 兩圓的運動半徑之比為 _.發

13、生 衰變后, 粒子與反沖核的運動軌跡為一對 _ 內、外 切圓 , 兩粒子的動量之比為 _, 動能之比為_. 兩圓的運動半徑之比為 _, 周期之比為 _.例 1: 關于半衰期 , 以下表達正確選項 A. 放射性物質的質量越大 , 半衰期越長B. 提高溫度和壓力不能轉變半衰期C. 單質鈾的半衰期比化合態鈾中的半衰期長D. 半衰期是指原子核全部衰變所需時間的一半例 2: 以下現象中,與原子核內部變化有關的是 射線A粒子散射現象 B自然放射現象C光電效應現象 D原子發光現象例 3: 依據電離才能來看,放射性元素放出的三種射線由弱到強的排列次序是A射線,射線,射線 B射線,射線,C射線,射線,射線 D射

14、線,射線,射線例 4: 以下說法正確選項 A用加溫或加壓的方法不能轉變原子核衰變的半衰期B某原子核經過一次 衰變后,核內質子數削減4 個C射線是原子的核外電子電離后形成的電子流D射線的貫穿作用很強,可用來進行工業探傷例 5: 一置于鉛盒中的放射源發射的,和射線,由鉛盒的小孔射出,在小孔外放一鋁箔,鋁箔右側的空間有一勻強電場；射線進入電場后,變為a、b 兩束,射線a 沿原先方向行進,射線b 發生了偏轉,如圖3-1 所示,就圖中的（）A射線 a 為射線,射線b 為射線B射線 a 為射線,射線b 為射線圖 3-1C射線 a 為射線,射線b 為射線D射線 a 為射線,射線b 為射線例 6:2 392

15、5U衰變成2 082 7Pb, 要經過 _次 衰變和 _次 衰變 .例 7: 如元素 A的半衰期為4 天,元素 B 的半衰期為5 天,就相同質量的A 和 B,經過 20 天后,剩下的質量之比 mAmB為（） A 301 B3130 C12 D21例 8: 某放射性元素經20 天后剩下原有質量的,可知其半衰期為再經過 l0 天,剩下質量為最初質量的1例9: 一 個 原 來 靜 止 在 勻 強 磁 場 中 的 原 子 核 發 生 衰 變 , 放 出 某 種 粒 子 后 ,在勻強磁場中形成如圖3-2 所示的徑跡,原子核放出的粒子可能是（）2A. 氦核 B. 電子aC. 光子D.正電子四、核能圖 3-

16、21. 原子核的組成 : 原子核是由質子和中子組成,質子和中子統稱核子2. 核能1 愛因斯坦質能方程 : 凡具有質量的物體都具有能量,物體的質量和能量間的關系為：_. 如原子核質量虧損m對應釋放的能量為 _ 留意 : 質量虧損并不是質量缺失,也不是與質量守恒定律相沖突,而是虧損的質量以能量的形式輻射出去了 .在核能的運算中 c 的單位取國際單位制,此時如 m 的單位為 kg,能量的單位為 J,當 m 的單位為 u（原子質量單位）時, 1u= 10-27kg= 10-10J = 10 8eV；1eV= 10-19J.2 原子核中的核子 質子、中子 的平均質量在不同的原子中是 _同的 , 其大小與

17、核子數的關系如圖 4-1 所示 . 可見在元素 Fe 鄰近 , 核子的平均質量是最 _的；當比 Fe 小得多原子核結合成較大的原子核時,核子的平均質量將 因而 _ 放出、吸取 能量 ; 當比 Fe 大得多原子核裂變成較小的原子核時,核子的平均質量將 因而 _ 放出、吸取 能量；_ 增大、減小 ,_ 增大、減小 ,3. 重核的裂變 重核的裂變：重核分裂成兩個質量較小的原子核的核反應叫裂變圖 4-1鈾核的裂變 : 核反應方程為：235U+ 0n1146 1Ba+ 92 3 6 Kr+3 1 0 n.9252 鏈式反應：裂變要在肯定的條件下才能進行,鈾235 核受到中子轟擊時會發生裂變,而裂變時又要

18、放出一些中子,這些中子又可引起其它的軸 235 核裂變,而使裂變反應不斷進行下去,這種反應叫做鏈式反應4. 輕核的聚變1 輕核的聚變：輕核結合成質量較大的原子核的核反應稱為聚變氫核的聚變：核反應方程為：2H3H4He1n10-15m時才能進行在極高溫度下,原子核可以獲得足夠的11202 熱核反應：聚變必需在輕核間的距離非常接近,即達到動能克服庫侖斥力而發生聚變,這種聚變反應叫做熱核反應3 目前已實現的人工熱核反應是氫彈的爆炸例 1: 如圖 4-2 所示,給出了核子平均質量（原子核的質量除以核 子數）與原子序數的關系；以下說法中正確選項 核子平均質量A英國物理學家湯姆生,在 粒子散射試驗的基礎上

19、提出了原子的核式結構模型B自然放射性元素在衰變過程中電荷數和質量數守恒,放出的射線垂直磁感線穿過磁場時,肯定發生偏轉C由圖可知,原子核A裂變成原子核B和 C要放出核能圖 4-2D由圖可知,原子核D和 E 聚變成原子核F 要吸取核能例 2: 一個氘核（21 H）與一個氚核（31 H）發生聚變,產生一個中子和一個新核,并顯現質量虧損,就聚變過程（）A吸取能量,生成的新核為42 He B放出能量,生成的新核為 2 3 HeC吸取能量,生成的新核為 32 He D放出能量,生成的新核為 42 He9 12例 3: 用 粒子轟擊鈹（4Be）核,生成物是碳（6C）核和另一個粒子,就該粒子是1 1 A 1H

20、 B. 0n C. 01e D. 2 H 例 4: 太陽內部的核聚變可以釋放出大量的能量,這些能量以電磁波（場）的形式向四周八方輻射出去,其總功率達到 10 26；依據愛因斯坦的質能方程估算,單純地由于這種輻射,太陽每秒鐘削減的物質質量的數量級最接近于（）A10 18 kg B 10 9 kg C 10-10 kg D 10-17 kg例 5: 太陽的能量來源于太陽內部氫核的聚變,設每次聚變反應可以看作是 4 個氫核（11H）結合成 1 個氦核（24He）,同時釋放出正電子（10 e）；已知氫核的質量為 m ,氦核的質量為 p m ,正電子的質量為m ,真空中光速為 c；以下關于氫核聚變的說法

21、正確選項（）A此聚變反應的核反應方程是 4 11 H 24 He 10 eB此聚變反應也叫鏈式反應C反應后核子的平均質量大于反應前核子的平均質量D每次核反應釋放的能量為（4m m 2m ）c2例 6: 太陽的能量來自于熱核反應,其中一種核反應是四個質子聚變成一個 粒子,同時放出兩個正電子和兩個沒有靜止質量的中微子；已知 粒子的質量為m ,質子的質量為mp,電子的質量為me,c 為光在真空中的傳播速度, N為阿伏伽德羅常數；在這種核反應中2 A1000（4mp+m +2me）N Ac2 B1000（m 2me4mp）N AcC250（4mpm 2me）N Ac D250（m 2me4mp）N A

22、c221000g 的氫核聚變所放出的能量為例 7: 原子核的裂變和聚變都是人類利用原子核能的途徑,我國目前已建成了秦山和大亞灣兩座核電站下面關于這兩座核電站的說法中正確選項 A它們都是利用核裂變釋放的原子能B它們都是利用核聚變釋放的原子能C它們一座是利用核裂變釋放的原子能,另一座是利用核聚變釋放的原子能D以上說法都不正確例 8: （07 年崇文二模）以下說法不正確的是（） A. 2H1 3 H2 4 He0 1 n是聚變239（239Pu） . 關于鈾 239 的衰變 , 以下說法正確選項 ）1 B. 235 92 U0 1 n140Xe38 94 Sr21n是裂變540 C. 226Ra22

23、2Rn4He是 衰變98962 D. 24Na12 24 Mg0e是裂變111例 9: 鈾 239（239U）經過衰變可產生钚9294A23994 Pu 與 23992 U 的核內具有相同的中子數和不同的核子數 B 放射性物質 23992 U 發生 衰變時所釋放的電子來源于核外電子 C 23992 U 經過 2 次 衰變產生 94 239 Pu D 溫度上升,23992 U 的半衰期減小例 10: 當兩個質子 質量是和兩個中子 質量是結合為一個氦核 質量是時 , 發生的質量虧損是多少釋放出的能量是多少兆電子伏補充練習：1. 以下說法正確選項：A太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應B湯姆生發覺電子,說明原子具有核式結構C一束光照耀到某種金屬上不能發生光電效應,是由于該束光的波長太短D依據波爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,原子總能量增加2. 一個質子和一個中子聚變結合成一個氘核,同時輻射一個光子；已知質子、中子、氘核的質量分別為m1、 m2、 m3,普朗克常量為h, 真空中的光速為c；以下說法正確選項（）A. 核反應方程是1 1