原子物理復(fù)習(xí)

1、原子物理知識(shí)點(diǎn)梳理,光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)現(xiàn)象：照射到金屬表面的光,能使金屬中的_____從表面逸出的現(xiàn)象。2.光電子：_________中發(fā)射出來的電子。,電子,光電效應(yīng),3.研究光電效應(yīng)的電路圖：其中A是_____,K是_____。,陽極,陰極,,4.光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律：(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率,入射光的頻率必須_____截止頻率或極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)光電子的

2、最大初動(dòng)能與入射光的_____無關(guān),只隨入射光頻率的增大而_____。(3)光電效應(yīng)的發(fā)生___________的,一般不超過10-9s。(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成_____。,大于,強(qiáng)度,增大,幾乎是瞬時(shí),正比,,愛因斯坦光電效應(yīng)方程,1.愛因斯坦的光子說2.遏止電壓 3.截止頻率（極限頻率）,,光電效應(yīng)的圖像分析,原子結(jié)構(gòu)　1.電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)

3、現(xiàn)了_____,提出了原子的“棗糕模型”。2.原子的核式結(jié)構(gòu)：(1)1909～1911年,英籍物理學(xué)家_______進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了核式結(jié)構(gòu)模型。,電子,盧瑟福,(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后,基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但有_____α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°,也就是說它們幾乎被“撞了回來”,如圖所示。(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積__

4、___,但幾乎占有全部_____,電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)。,少數(shù),很小,質(zhì)量,氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式　1.玻爾理論：(1)定態(tài)：原子只能處于一系列_______的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是_____的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量。(2)躍遷：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí),會(huì)放出能量為hν的光子,這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定,即hν=_____。(h是普朗克常量,h=6

5、.63×10-34J·s),不連續(xù),穩(wěn)定,Em-En,(3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是_________,因此電子的可能軌道也是_________。,不連續(xù)的,不連續(xù)的,2.幾個(gè)概念：(1)能級(jí)：在玻爾理論中,原子的能量是量子化的,這些量子化的能量值,叫作能級(jí)。(2)基態(tài)：原子能量_____的狀態(tài)。(3)激發(fā)態(tài)：在原子能量狀態(tài)中除基態(tài)之外的其他的狀態(tài)。(4)

6、量子數(shù)：原子的狀態(tài)是不連續(xù)的,用于表示原子狀態(tài)的_______。,最低,正整數(shù),3.氫原子的能級(jí)公式：En=_______(n=1,2,3,…),其中E1為基態(tài)能量,其數(shù)值為E1=________。4.氫原子的半徑公式：rn=____(n=1,2,3,…),其中r1為基態(tài)半徑,又稱玻爾半徑,其數(shù)值為r1=0.53×10-10m。,-13.6eV,n2r1,5.氫原子的能級(jí)圖：能級(jí)圖如圖所示。,對(duì)原子躍遷條件hν=Em-

7、En的說明：(1)原子躍遷條件hν=Em-En只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。(2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6eV時(shí),也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收,使氫原子電離;當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí),氫原子電離后,電子具有一定的初動(dòng)能。,(3)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差

8、值(E=Em-En),均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。,躍遷中兩個(gè)易混問題：(1)一群原子和一個(gè)原子：氫原子核外只有一個(gè)電子,這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上,在某段時(shí)間內(nèi),由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí),可能的情況只有一種,但是如果容器中盛有大量的氫原子,這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)了。 例：一個(gè)（或一群）處于n=4的激發(fā)態(tài)氫原子，向低能級(jí)躍遷，最多可發(fā)射譜線為3（6）,(2)直接躍遷與間接躍遷：原子從一種能量狀

9、態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí),有時(shí)可能是直接躍遷,有時(shí)可能是間接躍遷。兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的。直接躍遷時(shí)輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時(shí)輻射(或吸收)的所有光子的能量和。,電子動(dòng)能變化規(guī)律（類比天體模型）。①?gòu)墓缴吓袛嚯娮永@氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力,即 ,所以Ekn= ,隨r增大而減小。②從庫(kù)侖力做功上判斷,當(dāng)軌道半徑增大時(shí),庫(kù)侖引力做負(fù)功,故電子動(dòng)能減小。反之,當(dāng)軌道半徑減

10、小時(shí),庫(kù)侖引力做正功,故電子的動(dòng)能增大。,原子的電勢(shì)能的變化規(guī)律。①通過庫(kù)侖力做功判斷,當(dāng)軌道半徑增大時(shí),庫(kù)侖引力做負(fù)功,原子的電勢(shì)能增大。反之,當(dāng)軌道半徑減小時(shí),庫(kù)侖引力做正功,原子的電勢(shì)能減小。②當(dāng)軌道半徑增大時(shí),原子能量增大,電子動(dòng)能減小,故原子的電勢(shì)能增大。反之,當(dāng)軌道半徑減小時(shí),原子能量減小,電子動(dòng)能增大,故原子的電勢(shì)能減小。,原子核的組成、放射性　放射性同位素　 射線的危害和防護(hù)1.天然放射現(xiàn)象

11、：放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象,首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明_______具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。2.放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)叫_______。,原子核,放射性,3.放射性元素：具有放射性的元素叫_______元素。原子序數(shù)大于83的所有元素，都有放射性；小于等于83的有的也有放射性。4.三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種,分別是α射線、β射線、γ射線。,放射性,5.三種射線的比較：,高速電子流,2e,c,不

12、偏轉(zhuǎn),最強(qiáng),很弱,6.原子核的組成：(1)原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為_____。質(zhì)子帶正電,中子不帶電。(2)基本關(guān)系。①核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=___________。②質(zhì)量數(shù)(A)=_______=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。(3)X元素的原子核的符號(hào)為 其中A表示_______,Z表示核電荷數(shù)。,核子,核外電子數(shù),核子數(shù),質(zhì)量數(shù),7.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)：(1)同位素：具有相同______

13、_和不同中子數(shù)的原子核。(2)放射性同位素：有_____放射性同位素和_____放射性同位素兩類,放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。(3)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作_________等。(4)防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。,質(zhì)子數(shù),天然,人工,示蹤原子,原子核的衰變、半衰期　1.原子核的衰變：(1)原子核放出α粒子或β粒子,變成另一種_______的變化稱為原子核的衰變。,原子核,(2)分類。α衰變 β衰變 γ輻射

14、：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí),原子核中有的發(fā)生α衰變,有的發(fā)生β衰變,同時(shí)伴隨著γ輻射。,(3)兩個(gè)典型的衰變方程。①α衰變： ②β衰變：,2.半衰期：(1)定義：放射性元素的原子核有_____發(fā)生衰變所需的時(shí)間。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核_____自身的因素決定的,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。,半數(shù),內(nèi)部,(3)半衰期的計(jì)算：根據(jù)半衰期的概念,可總結(jié)出公式N余=N原( )t/τ,m余=m

15、原( )t/τ。式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時(shí)間,τ表示半衰期。,(4)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量,同一放射性元素具有的衰變速率一定,不同的放射性元素半衰期不同,有的差別很大。(5)適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié),對(duì)于一個(gè)特定的原子核,無法確定何時(shí)發(fā)生衰變。,質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損：

16、愛因斯坦質(zhì)能方程E=___,原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE=_____。,mc2,Δmc2,裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆　核反應(yīng)方程1.重核裂變：(1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。,(2)特點(diǎn)。①裂變過程中能夠放出巨大的能量;②裂變的同時(shí)能夠放出2～3(或更多)個(gè)中子;③裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對(duì)于鈾核裂變

17、有二分裂、三分裂和四分裂形式,但三分裂和四分裂概率比較小。,(3)典型的裂變反應(yīng)方程：(4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的_____使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。(5)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生_________的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。(6)裂變的應(yīng)用：_______、核反應(yīng)堆。(7)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、_____、防護(hù)層。,中子,鏈?zhǔn)椒磻?yīng),原子彈,鎘棒,2.輕核聚變：(1)定義：兩輕核結(jié)合成___

18、______的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行,因此又叫_________。(2)特點(diǎn)。①聚變過程放出大量的能量,平均每個(gè)核子放出的能量,比裂變反應(yīng)中每個(gè)核子放出的能量大3至4倍。②聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈。,質(zhì)量較大,熱核反應(yīng),③對(duì)環(huán)境污染較少。④自然界中聚變反應(yīng)原料豐富。(3)典型的聚變反應(yīng)方程：3.人工轉(zhuǎn)變：(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子： (2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子：,1.核反應(yīng)過程一般都是不可逆的,所以核反應(yīng)