高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结（必修三）载自：搜高考网.soogk.

原子、原子核这一章虽然不是重点，但是高考选择题也会涉及到，其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错，下面的一些总结希望对大家有所帮助.

卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，玻尔把量子说引入到核式结构模型之中，建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的，发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。

整个知识体系，可归结为：两模型（原子的核式结构模型、波尔原子模型）；六子（电子、质子、中子、正电子、粒子、光子）；四变（衰变、人工转变、裂变、聚变）；两方程（核反应方程、质能方程）。

4条守恒定律（电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒）贯串全章。

1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.

2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）卢瑟福a粒子散射实验装置，现象，从而总结出核式结构学说

a粒子散射实验是用a粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数a 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数a粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟福由a粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。

由a粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10T5m。

而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定，②其发出的光谱是否连续

3.玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数）玻尔补充三条假设

⑴定态一原子只能处于一系列不连续的能量状态（称为定态），电子虽然绕核运转，但不会向外辐射能量。

（木假设是针对原子稳定性提出的）

⑵跃迁一原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射（或吸收）一定频率的光子（其能量由两定态的能量差决定）（本假设针对线状谱提出）（）辐射（吸收）光子的能量为hf=E初-E末

氢原子跃迁的光谱线问题［一群氢原子可能辐射的光谱线条数为］o

（即：光子和原于作用而使原子电离）

2光子能量小于电子跃迁到无穷远处（电离）需要的能量时，则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。

（受跃迁条件限：只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况）。

⑤氢原子吸收外来电子能量时一一可以部分吸收外来碰撞电子的能量（实物粒子作用而使原子激发）。

因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。

E51=13. 06 E41=12. 75 E31=12. 09 E21=10. 2；（有规律可

E52=2.86 E42=2. 55 E32=l. 89；E53=0.97 E43=0.66：E54=

0. 31

⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。氢原子在n能级的动能、势能，总能量的关系是：EP=—2EK, E=EK+EP= -EKo （类似于卫星模型）

由高能级到低能级时，动能增加，势能降低，且势能的降低量是动能增加量的2倍，故总能量（负值）降低。

量子数

1.天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变（用电磁场研究）:

2.各种放射线的性质比较

三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比

四种核反应类型（衰变，人工核转变，重核裂变，轻核骤变）

⑴衰变：a衰变：（实质：核内）a衰变形成外切（同方向旋），

P衰变：（实质：核内的中子转变成了质子和中了衰变形成内切（相反方向旋），且大圆为a、0粒子径迹。

+ 8衰变：（核内）

Y衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

⑵人工转变：

（发现质子的核反应）（卢瑟福）用a粒子轰击氮核，并预言中子的存在（发现中子的核反应）（查德威克）针产生的a射线轰击被

（人工制造放射性同位素）

正电子的发现（约里奥居里和伊丽芙居里夫妇）a粒子轰击铝箔

⑶重核的裂变：

在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。

⑷轻核的聚变：（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）

所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意: 质量并不守恒。）

核能计算方法有三：①由（△!!）单位为“kg”）计算；

②由△ E=931. 5 Am （Am单位为“u” ）计算;③借助动量守恒和能量守恒计算。

2.半衰期

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。（对大量原子核的统计规律）

计算式为：N表示核的个数，此式也可以演变成或，式中m表示放射性物质的质量，n表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。

半衰期（由核内部本身的因素决定，与物理和化学状态无关）、

同位素等重要概念放射性标志

3.放射性同位素的应用

⑴利用其射线：a射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。Y射线贯穿性强，可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。

⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。

⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14,判定出土木质文物的产生年代。

一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。

高考对本章的考查：以a粒子散射实验、原子光谱为实验基础的卢瑟福原子核式结构学说和玻尔原子理论，各种核变化和与之相关的核反应方程、核能计算等。