【高中物理】高中物理实验：量子论初步和原子核
高三物理教案 量子论初步和原子核教案
高三物理教案量子论初步和原子核教案高三物理教案量子论初步和原子核教案光电效应与光子说1.某金属在一黄光照射下,正好有电子逸出,下述说法中,哪种是正确的 ( )A.增大光强,而不改变光的频率,光电子的最大初动能将不变B.用一束更大强度的红光代替黄光,仍能发生光电效应C.用强度相同的紫光代替黄光,光电流强度将不变D.用强度较弱的紫光代替黄光,有可能不发生光电效应答案 A要点二光的波粒二象性2.物理学家做了一个有趣的实验:在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片只能出现一些不规则的点子;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识,其中正确的是 ( )A.曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点可以预测C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方答案 D(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出光束的横截面积为S,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2pN,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P0和S 表示该束激光对物体产生的光压I.(2)有人设想在宇宙探测中用光作为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜对每1 m2面积上的辐射功率为1.35 kW,探测器和薄膜的总质量为M=100 kg,薄膜面积为4104 m2,求此时探测器的加速度大小(不考虑万有引力等其他的力)?答案 (1)I= (2)3.610-3 m/s2题型4 光电结合问题【例4】波长为 =0.17m的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子,光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,做最大半径为r的匀速圆周运动时,已知rB=5.610-6 Tm,光电子质量m=9.110-31 kg,电荷量e=1.610-19 C.求:(1)光电子的最大动能.(2)金属筒的逸出功.答案 (1)4.4110-19 J (2)7.310-19?J。
高中物理学科教学原子核物理与量子力学
高中物理学科教学原子核物理与量子力学在高中物理学科教学中，原子核物理与量子力学是重要的内容之一。
它们作为现代物理学的基石，对于学生理解物质的微观结构和宏观现象的本质有着重要的意义。
本文将从原子核物理和量子力学的基本概念、实验验证、应用以及教学探索等方面进行论述。
一、原子核物理1.原子核的基本结构原子核是整个原子的中心，由质子和中子组成。
质子带正电，中子不带电，它们通过强相互作用力相互保持着稳定的结构。
2.原子核模型有两种主要的原子核模型，分别是汤姆逊模型和卢瑟福模型。
汤姆逊模型认为原子核是一个均匀带正电的流体球，而卢瑟福模型认为原子核是由中子和质子组成的，并且质子带正电、中子不带电。
3.原子核的稳定性和衰变原子核的稳定性与质子数和中子数之间的比例有关。
核力在原子核中起到保持结构稳定的作用。
但是，某些原子核可能会发生衰变，衰变方式有各种类型，例如α衰变、β衰变和γ衰变。
二、量子力学1.量子力学的基本原理量子力学是描述微观世界的物理学理论，它基于几个基本原理，如不确定性原理、波粒二象性原理和量子叠加原理等。
2.波粒二象性波粒二象性表明物质既具有粒子性又具有波动性。
例如，光既可以看作是粒子（光子）也可以看作是波动现象，这就是光的波粒二象性。
3.量子力学的数学形式量子力学使用复数和波函数等数学工具进行描述。
波函数可以表示粒子在各个位置的可能性分布，通过运算符和方程，可以对粒子的运动和性质进行计算和预测。
三、实验验证与应用1.实验验证许多实验验证了原子核物理和量子力学的理论。
其中包括β衰变实验、原子核分裂实验和双缝干涉实验等。
这些实验为理论提供了强有力的支持，增加了对微观世界的认识。
2.应用领域原子核物理与量子力学在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。
例如，在核能领域，原子核物理为核能的开发和利用提供了基础。
在信息技术领域，量子力学为量子计算和量子通信等提供了理论和技术支持。
四、教学探索1.教学方法探索针对原子核物理和量子力学这两个抽象和复杂的概念，教师可以采用多种教学方法，如实验演示、模型演示、多媒体教学等，以帮助学生理解和掌握相关知识。
高考物理一轮复习 第12章 量子论初步 原子核章末专题复习
第12章 量子论初步 原子核高考热点1|半衰期的计算半衰期的计算方法(1)半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，由n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ可进行有关计算．(2)半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半．(3)要理解半衰期公式中各物理量的含义，在公式n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ中，n 、m 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数量和质量．测得某矿石中铀、铅质量比为1.16∶1，假设开始时矿石只含有铀238，发生衰变的铀238都变成了铅206.已知铀238的半衰期是4.5×109年，求矿石的年龄．【解析】 设开始时矿石中铀238的质量为m 0，经n 个半衰期后，剩余铀的质量为m 余，则m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，衰变掉的铀为m 0－m 余＝m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，一个铀核衰变成一个铅核，设生成铅的质量为m ，则m 0⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n m ＝238206，得m ＝206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，根据题意有m 余m ＝1.161，即m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝1.161解得n ＝1，即t ＝τ＝4.5×109年． 【答案】 4.5×109年 [突破训练]1．约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________，3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图121所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图121【解析】 (1)由质量数守恒、电荷数守恒，可得：3015P ―→3014Si ＋0＋1e ，所以这种粒子是正电子0＋1e.(2)由3215P 随时间衰变的关系图可得，其半衰期τ＝14天由m 剩＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n m 0，且⎩⎪⎨⎪⎧m 剩＝0.25 mg m 0＝4 mg得n ＝4所以t ＝nτ＝56天． 【答案】＋1e 56天高考热点2|核反应方程的理解和种类1．核反应方程应注意以下几点：(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有的还要考虑能量守恒规律(如裂变和聚变方程常含能量项)(2)核反应方程中的箭头(→)表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号． (3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造． 2．核反应类型有：衰变、人工转变、裂变、轻核聚变用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O ＋10n ―→a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 的判断正确的是( )A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝1C [根据质量数、电荷数守恒可知a ＝17，b ＝8＋0－7＝1，因此X 可表示为0＋1e ，即正电子，故C 项正确，A 、B 、D 项错．][突破训练]2．现有三个核反应： ①2411Na→2412Mg ＋0－1e②23592U ＋10n ―→14156Ba ＋9236Kr ＋310n ③21H ＋31H→42He ＋10n 下列说法正确的是( )A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B ．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C ．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D ．①是β衰变，②是聚变，③是裂变C [原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变．衰变是指原子核放出α粒子和β粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应①；原子核的人工转变是指在其它粒子的轰击下变成新的原子核的变化；裂变是重核分裂成质量较小的核，像核反应②；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应③；综上所述，C 项正确．]高考热点3|氢原子跃迁的分析1．氢原子的能级公式和轨道公式设基态轨道的半径为r 1，量子数为n 的激发态轨道半径为r n ，则有：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3…) 设基态能量为E 1，量子数为n 的激发态能量为E n ，则有：E n ＝E 1n2(n ＝1,2,3…) 对于氢原子而言，r 1＝0.53×10－10m ，E 1＝－13.6 eV2．量子数为n 的氢原子辐射光子数的判定方法如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为(n －1)种；如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为C 2n 种．(多选)氢原子能级如图122所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )图122A ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级CD [氢原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，辐射光的波长小于656 nm ，选项A 错误．一群处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出的光谱线条数为3条，C 选项正确．根据当原子跃迁时，其光子能量必须等于两个能级的能量差可知，B 选项错误，D 选项正确．][突破训练]3．如图123中画出了氢原子的5个能级，并注明了相应的能量E n ，处在n ＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有( )【导学号：92492410】图123A．二种B．三种C．四种D．五种C[由题意和能级图知，能够发出6种不同频率的光波．当逸出功W＝hν0＜E n－E m时可产生光电子．代入数据E4－E3＝0.66 eV E3－E2＝1.89 eVE4－E2＝2.55 eV E3－E1＝12.09 eVE4－E1＝12.75 eV E2－E1＝10.20 eV显然总共有4种．]。
高考物理一轮复习 第12章 量子论初步 原子核 第2节 核反和核能教师用书
取夺市安慰阳光实验学校第2节核反应和核能知识点1 原子核的组成放射性及放射性同位素1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害．知识点2 原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．(2)分类：α衰变：A Z X→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：A Z X→A Z＋1Y＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程：①α衰变：238 92U→234 90Th＋42He；②β衰变：234 90Th→234 91Pa＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．知识点3 核反应和核能1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程：235 92U ＋10n ―→8936Kr ＋144 56Ba ＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、镉棒、防护层．3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更剧烈． ③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富． (3)典型的聚变反应方程： 21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV 4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E ＝mc 2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm ，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE ＝Δmc 2.1．正误判断(1)原子核是由质子、中子、电子组成的．(×)(2)α射线、β射线、γ射线的组成是三种不同的粒子．(×) (3)半衰期与温度无关．(√)(4)重核裂变和轻核聚变都能释放核能．(√) (5)核反应中质量数守恒，故没有质量亏损．(×)2．[对放射性半衰期的考查]氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天.20克氡222经7.6天后还剩下( )A ．10 gB ．5 gC ．2.5 gD ．1.25 gB [设发生衰变的原子的质量为m 0，经过t 时间后，剩余的质量为m ，则m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝20×⎝ ⎛⎭⎪⎫127.63.8＝5 g ．故B 正确．]3．[对核反应方程的考查](多选)下列说法正确的是( ) A.157 N ＋11H→126 C ＋42He 是α衰变方程 B.11H ＋21H→32He ＋γ是核聚变反应方程 C.238 92U→23490Th ＋42He 是核裂变反应方程D.42He ＋2713Al→3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程BD [核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同．衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核，右边也是常见元素的原子核，由此可知B 、D 正确．]4．[对核能的考查]利用氦3(32He)和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦3，每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是：221H→32He ＋10n ＋3.26 MeV ，若有2 g 氘全部发生聚变，则释放的能量是(N A 为阿伏加德罗常数)( )【：92492405】A ．0.5×3.26 MeVB ．3.26 MeVC ．0.5N A ×3.26 MeVD ．N A ×3.26 MeVC [2 g 氘发生题述核反应所释放的能量为22×2×N A ×3.26 MeV＝0.5N A ×3.26 MeV.故C 正确．]原子核的衰变及半衰期1.α衰变类型 α衰变 β衰变衰变方程A ZX→A －4Z －2Y ＋42HeA ZX→AZ+1Y ＋0-1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个 质子和1个电子211H ＋210n→42He10n→11H ＋0-1e匀强磁场 中轨迹形 状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.名称 构成 符号电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 α射线 氦核 42He ＋2 e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 0－1e－e 11 837u 较强 较强 γ射线光子γ最弱最强若A ZX→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e则A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m 解以上两式即可求出m 和n . 4．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概率，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ.式中N原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．[题组通关]1．(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是( )A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强D ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BC [自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项C 正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项D 错误．]2．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶1 C[由m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ有m A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12204m 0，m B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12205m 0，得m A ∶m B ＝1∶2.C 正确．]1．一个区别：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．核反应类型及核反应方程的书写1类型 可控性 核反应方程典例衰变α衰变 自发 23892U→234 90Th ＋42Heβ衰变自发234 90Th→23491Pa ＋ 0－1e人工 转变人工 控制14 7N ＋42He→178O ＋11H(卢瑟福发现质子)42He ＋94Be→12 6C ＋10n(查德威克发现中子)2713Al ＋42He→3015P ＋10n(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)3015P→3014Si ＋0+1e重核裂变比较容易进行人工控制235 92U ＋10n→14156Ba ＋9236Kr ＋310n235 92U ＋10n→13654Xe ＋9038Sr ＋1010n轻核聚变 很难控制 21H ＋31H→42He ＋10n(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子( 0－1e)、正电子( 0+1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]1．(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( ) A.23892U→23490Th ＋42He 是α衰变B.14 7N ＋42He→17 8O ＋11H 是β衰变 C.21H ＋31H→42He ＋10n 是轻核聚变 D.8234Se→8236Kr ＋2 0－1e 是重核裂变AC [A 为α衰变，B 为原子核的人工转变，C 为轻核聚变，D 为β衰变，故A 、C 正确．]2．(2017·淮北模拟)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U ＋10n→a ＋b ＋210n ，则a ＋b 可能是( )A.14156Ba ＋9236Kr B ．14054Xe ＋9438Sr C.14156Ba ＋9338SrD ．14054Xe ＋9336KrB[核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数都守恒，A质量数不守恒，B质量数和电荷数都守恒，C电荷数不守恒，D质量数和电荷数都不守恒，故B正确．]3．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( ) A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABE[核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．]两点提醒1．核反应方程一定满足质量数守恒和电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由电荷数守恒确定生成物的核电荷数．核能的产生和计算1.(1)方程E＝mc2的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE ＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[题组通关]1．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能 D ．比结合能越大，原子核越不稳定ABC [原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A 正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B 正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C 正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D 错误．]2．钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核23592U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：23994Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u,1 u c 2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能. 【：92492406】【解析】 (1)衰变方程为239 94Pu ―→235 92U *＋42He ，235 92U *―→235 92U ＋γ.或两式合并为239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α， 由质能方程得ΔE ＝Δmc 2由能量守恒得ΔE ＝E kU ＋E kα＋E γ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒定律得m U v U＝m αv α又E kU ＝12m U v 2U ，E kα＝12m αv 2α联立解得E kα＝m U m U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ]，代入题给数据得E kα＝5.034 MeV.【答案】 (1)23994Pu ―→23592U ＋42He ＋γ (2)5.034 MeV 核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图：书写核反应方程→计算质量亏损Δm →利用ΔE ＝Δmc2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．。
高中物理第2轮复习 专题5 第4讲 量子论初步和原子核课件
C.15331I
130 53
I
01n
D.15331
I
13502Te
1 1
H
【 解 析 】 A 选 项 是 衰 变 ， A 错 误 ； B 选 项 是 衰 变 ，
B 正 确 ； C 选 项 放 射 的 是 中 子 ， C 错 误 ； D 选 项 放 射 的 是 质 子 ， D 错 误 ．
类型四：核能的计算 有关核能的计算，关键是算出质量亏损(或增 益)，再利用计算核能的两种方法求出核能(或反应 中要吸收的能量)．
【变式题】(2011·江苏)(1)按照玻尔原子理论，氢 原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 越
大 (选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基 态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中 的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度 大小为 2 ( h E1 ) (普朗克常量为h)．
b．放射性同位素：有些元素的同位素具有放射 性叫放射性同位素．应用：示踪原子、金属探伤 等．
五、核能与质能方程 1．质能方程：E=mc2，即一定的能量和一定的 质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比． 2．核能的计算方法
在 核 反 应 中 ， 如 果 出 现 质 量 亏 损 为 m， 当 m以 kg为 单 位 时 ， 则 Emc2， E的 单 位 为 J； 如 果 m 以 原 子 质 量 单 位 u为 单 位 ， 因 为 发 生 1u的 质 量 亏 损 ， 释 放 的 能 量 为 931.5MeV， 则 Em931.5MeV.
变不改变质量数，因此衰变次数先进行衰变计算，
衰变次数N1
238 4
206
8次， 衰变次数N 2
8
2
92 82 6次，D正确．
高考物理一轮复习第12章量子论初步原子核第1节光电效应氢原子光谱教师用书
第1节 光电效应 氢原子光谱1．考纲变化：本章内容是模块3－5中的部分内容，考纲要求由原来的“选考内容”调至“必考内容”．2．考情总结：作为“选考内容”时，对原子和原子核的考查，以基础为主，难度不大，主要以选择题的形式出现．3．命题预测：调到“必考内容”以后，预计命题的热点不变，仍然集中在光电效应、氢原子能级结构、半衰期、核反应方程及核能的计算等方面，考查题型仍然是选择题．第1节 光电效应 氢原子光谱知识点1 光电效应 1．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大． (3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝h ν，其中h ＝6.63×10－34J·s.3．光电效应方程(1)表达式：h ν＝E k ＋W 0或E k ＝h ν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12mv 2.知识点2 α粒子散射实验与核式结构模型 1．实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．如图1211所示．α粒子散射实验的分析图图12112．原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．知识点3 氢原子光谱和玻尔理论 1．光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱． 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5，…)，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数． 2．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即h ν＝E m －E n (h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34J·s)．(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．3.氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级图 能级图如图1212所示．图1212(2)氢原子的能级公式E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6_eV.(3)氢原子的半径公式r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.1．正误判断(1)光子说中的光子，指的是光电子．(×)(2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应．(×)(3)原子核集中了原子全部的正电荷和质量．(×)(4)在玻尔模型中，原子的状态是不连续的．(√)(5)发射光谱可能是连续光谱，也可能是线状谱．(√)2．[对α粒子散射实验的考查]从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径约是10－15m，其中正确的是( )【导学号：92492400】A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④B[α粒子散射实验的结果表明，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，质量大，原子的质量主要集中在原子核上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核做高速运动，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径约是10－15m，不能说明金原子是球体，B正确．]3．[对光电效应的考查](多选)如图1213为用光照射锌板产生光电效应的装置示意图．光电子的最大初动能用E k表示、入射光的强度用C表示、入射光的波长用λ表示、入射光的照射时间用t表示、入射光的频率用ν表示．则下列说法正确的是( )图1213A．E k与C无关B ．E k 与λ成反比C ．E k 与t 成正比D ．E k 与ν成线性关系AD [由E k ＝h ν－W 0知，E k 与照射光的强度及照射时间无关，与ν成线性关系，A 、D 正确，C 错误；由E k ＝hcλ－W 0可知，E k 与λ不成反比，B 错误．]4．[对氢原子光谱的考查]如图1214所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．用以下能量的光子照射基态的氢原子时，能使氢原子跃迁到激发态的是( )图1214A ．1.51 eVB ．3.4 eVC ．10.2 eVD ．10.3 eVC [入射光子的能量只有等于原子所处能级与某一较高能级的差值时，入射光的光子才能被吸收，原子才能被激发，选C.]1.(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．光子是光电效应的因，光电子是果．(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能．(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．(5)光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系．2．光电效应的研究思路 (1)两条线索：(2)两条对应关系：入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大． [题组通关]1．(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象不会消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大ABD [增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 正确；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据h ν－W 逸＝12mv 2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D 正确．]2．(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h 表示，光在真空中的速度用c 表示．则( )【导学号：92492401】A ．光电子的最大初动能之比为2∶1B ．该金属的截止频率为c3λC ．该金属的截止频率为cλD ．用波长为52λ的单色光照射该金属时能发生光电效应BD [由于两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由E k ＝12mv 2可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A 错误；又由h ν＝W ＋E k 知，h c λ＝W ＋12mv 21，h c 2λ＝W ＋12mv 22，又v 1＝2v 2，解得W ＝hc 3λ，则该金属的截止频率为c3λ，B 正确，C 错误；光的波长小于或等于3λ时才能发生光电效应，D 正确．]两点提醒1．能否发生光电效应取决于入射光的频率而不是入射光的强度．2．光电子的最大初动能随入射光子频率的增大而增大，但二者不是正比关系．(1)爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0.(2)光电子的最大初动能E k 可以利用光电管用实验的方法测得，即E k ＝eU c ，其中U c 是遏止电压．(3)光电效应方程中的W 0为逸出功，它与极限频率νc 的关系是W 0＝h νc . 2．四类图象●考向1 光电效应方程的应用1．(2017·抚州模拟)人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s ，求该紫外线的波长λ.(电子质量M e ＝9.11×10－31kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s,1 eV＝1.60×10－19J)【解析】 爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象． 由爱因斯坦光电效应方程：E k ＝h ν－W 0 ①光速、波长、频率之间关系：c ＝λν ② 联立①②得紫外线的波长为 λ＝hcW 0＋12mv 2m＝6.63×10－34×3×1083.34×1.6×10－19＋12×9.11×10－31×1012m≈2.009×10－7m【答案】 爱因斯坦的光子说很好地解释了光电效应 2．009×10－7m ●考向2 与光电效应有关的图象问题2．(多选)(2017·武威模拟)如图1215是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )图1215A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于h ν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E 2ABC [由爱因斯坦的光电效应方程：E k ＝h ν－W 0，对应图线可得，该金属的逸出功W 0＝E ＝h ν0，A 、B 均正确；若入射光的频率为2ν0，则产生的光电子的最大初动能E k ＝2h ν0－W 0＝h ν0＝E ，故C 正确；入射光的频率为ν02时，该金属不发生光电效应，D 错误．]3．研究光电效应规律的实验装置如图1216所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生．由于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i 由图中电流计G 测出，反向电压U 由电压表V 测出．当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U C ，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()图1216反向电压U 和频率ν一定时，光电流i 与光强I 的关系 A 截止电压U C与频率ν的关系 B光强I 和频率ν一定时，光电流i 与反向电压U 的关系C光强I 和频率ν一定时，光电流i 与产生光电子的时间t 的关系 DB [由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A 、D 图象正确；从金属中打出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C 图象正确；由光电效应方程可知：h ν＝h ν0＋E km ，而eU C ＝E km ，所以有h ν＝h ν0＋eU C ，由此可知，B 图象错误．]光电效应问题中的五个决定关系1．逸出功W 0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能． 2．入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数． 3．爱因斯坦光电效应方程：E k ＝h ν－W 0. 4．最大初动能与遏止电压的关系：E k ＝eU c . 5．逸出功与极限频率、极限波长的关系：W 0＝h νc ＝hcλc.1.(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差h ν＝ΔE .②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离． 2．电离 电离态与电离能 电离态：n ＝∞，E ＝0基态→电离态：E 吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV 电离能．n ＝2→电离态：E 吸＝0－E 2＝3.4 eV如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能． 3．谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)． (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法． ①用数学中的组合知识求解：N ＝C2n ＝n n －2.②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．[题组通关]1．(多选)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n 为3、4、5、6的能级直接向n ＝2能级跃迁时产生的．四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是( )A ．红色光谱是氢原子从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时产生的B ．蓝色光谱是氢原子从n ＝6能级或n ＝5能级直接向n ＝2能级跃迁时产生的C ．若氢原子从n ＝6能级直接向n ＝1能级跃迁，则能够产生红外线D ．若氢原子从n ＝6能级直接向n ＝3能级跃迁时辐射的光子不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级直接向n ＝2能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属发生光电效应AD [从n 为3、4、5、6的能级直接向n ＝2能级跃迁时，从n ＝3跃迁到n ＝2能级辐射的光子频率最小，波长最大，可知为红色光谱，A 正确；蓝光光子频率大于红光光子频率，小于紫光光子频率，可知是从n ＝4跃迁到n ＝2能级辐射的光子，B 错误；氢原子从n ＝6能级直接向n ＝1能级跃迁，辐射的光子频率大于从n ＝6跃迁到n ＝2能级时辐射的紫光光子频率，即产生紫外线，C 错误；从n ＝6跃迁到n ＝2能级辐射的光子频率大于从n ＝6跃迁到n ＝3能级辐射的光子频率，由氢原子从n ＝6能级直接向n ＝3能级跃迁时辐射的光子不能使某金属发生光电效应，但从n ＝6跃迁到n ＝2能级跃迁时辐射的光子可能使该金属发生光电效应，D 正确．]2．如图1217所示，氢原子从n >2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV 的光子，问：(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？ (2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．图1217【解析】 (1)氢原子从n >2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射光子的频率应满足：h ν＝E n －E 2＝2.55 eV则E n ＝h ν＋E 2＝－0.85 eV 又有：E n ＝E 1n2， 所以：n ＝E 1E n ＝－13.6 eV－0.85 eV＝4基态氢原子要跃迁到n ＝4的能级，应该提供的能量为 ΔE ＝E 4－E 1＝－0.85 eV －(－13.6)eV ＝12.75 eV. (2)辐射跃迁图如图所示：【答案】 (1)12.75 eV (2)见解析1．一个区别：一个氢原子和一群氢原子能级跃迁的可能性． 2．两点提醒：(1)原子能级之间跃迁时吸收或放出的光子能量一定等于两能级之间的差值．(2)要使氢原子发生电离，原子吸收的能量可以是大于原子该能级值的任意值．11。
专题高考突破 量子初步 原子和原子核
第十六章 原子和原子核一、原子模型1．J ．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。
2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α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α粒子散射实验提出模型：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α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10-15m 。
3．玻尔模型（引入量子理论）（1）玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不连续的②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。
在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态 ③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。
原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。
原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量12E E h -=γ（量子化就是不连续性，n 叫量子数。
）（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。
原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。
（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV 的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
（3）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。
2016年高考物理量子论初步和原子核
2016年高考物理量子论初步和原子核2016年高考物理试题中，量子论和原子核是必考内容。
量子论，是研究微观物质世界的基本物理理论，它在信息、计算机、通信等技术领域具有广泛的应用。
原子核，是物质世界构成的基本部分，研究原子核结构与变化规律可以深入理解物质的本质。
本文将从初步概念入手，全面阐述量子论和原子核的相关知识。
一、量子论初步量子理论是20世纪出现的，它突破了经典力学的桎梏，开启了物理世界的全新局面。
量子论达到了精度和理论的高峰，将成为人类探索微观领域的最强工具。
量子物理的基本概念包括：1.粒子波性粒子波性是指粒子固有的波特性。
20世纪初，普朗克提出能量量子化的理论，狄拉克进一步发展了粒子波性的观念。
粒子既具有粒子的位置和动量特性，又具有波的传播规律。
物理学家们深入研究粒子波性，为后来的量子力学奠定了理论基础。
2.量子力学量子力学是研究微观世界的基础科学理论。
它从微观粒子的运动状态出发，描述物体在不同状态下的行为。
简单来说，量子力学在微观领域中描述各种现象，它创造了描绘物理系统的数学语言和技术。
3.波函数波函数是量子力学中最重要的基本概念之一。
它是描述一个量子系统的函数，常用于计算量子力学中的各种物理量。
波函数的物理意义是描述量子物理系统中电子云的性质，包括密度、形状、能量等。
二、原子核原子核是指由质子和中子组成的核心部分。
原子核稳定性和反应性质对于许多物理学和化学领域的研究起着重要的作用。
原子核结构和原子核反应规律是物理实验与理论研究中的重要问题之一。
以下是原子核结构的基本内容：1.质子和中子质子是原子核中带正电的粒子。
质子和中子都是核子，共同组成原子核。
中子是与质子具有相同质量的中性粒子，它们通常呈现固有的结合状态，也就是在一起的状态。
核力负责使质子和中子结合在一起。
2.核荷数核荷数是指原子核中的质子数，相当于该原子在中性状态下的原子序数。
核荷数决定了原子核的性质，它与化学元素的周期表有密切关系。
高三物理知识结构化学习材料 量子论初步 原子核
高三物理知识结构化学习材料第十七章量子论初步原子核考纲要求：一．光电效应：1．光电效应现象：_________________________________________________________，___ ______________________________叫做光电子.2．光电效应的规律：⑴每种金属都有一个___________，当______________________________________时才会发生光电效应；当入射光的____________________________，无论光怎样强，也不会发生光电效应.⑵逸出的光电子的最大初动能与光的__________________无关，只与光的__________有关，且随着光的________的增加而增加.⑶当入射光的频率大于金属的极限频率，发生光电效应时，形成的光电流与_________成正比.⑷发生光电效应的时间很______，大约在_______S内.3．光子说：根据普朗克对电磁波的解释，爱因斯坦提出：光是一份一份的，每一份就是__________，光子的能量与它的_________成正比，即E=__________.4．光电效应方程：⑴金属的逸出功：_________________________________________________________叫做逸出功.⑵光电方程：____________________________________.例1：关于光电效应的规律，下列说法中正确的是：（）A.当某种色光照射到金属的表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大B.当某种色光照射到金属表面上时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多C.同一频率的光照射不同金属，如果能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大D.对某金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能产生光电效应例2：关于光电效应，下列说法中正确的是：（）A.动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比B.光电子的动能越大，光电子形成的光电流就越大C.光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D.用频率为ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率为ν2的红光照射该金属一定不发生光电效应例3：入射光照射到某金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么：（）A.从光照至金属表面上到发射光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出光电子的最大初动能将减少C.单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应例4：如图所示，C为真空光电管，光电管的内半壁K涂有碱金属，正常使用时将它和电源、灵敏电流计、电键相连，下列说法错误的是：（）A.当电键断开时，用紫光照射光电管的内半壁K后，K板带正电B.正常使用时，a处为电源的正极，b处为电源的负极C.正常使用时，通过灵敏电流计G的电流方向是自上向下的D.在其它条件不变的情况下，增大照射光的强度，通过灵敏电流计的电流就增大例5：利用光电管研究光电效应实验如图所示，用极限频率为ν0的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（）A.用紫外光照射，电流表不一定有电流通过B.用红光照射时，电流表中一定无电流通过C.用频率为ν0的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端，电流表中一定无电流通过D.用频率为ν0的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表的示数可能不变二．光的波粒二象性：1．光既具有波动性，又具有粒子性，，即光具有______________________.2.大量光子表现出它的____________，少量光子表现出__________；频率越低的光子越能表现出__________性，频率越高的光子表现出________.3.当有少量的光子照射到双缝干涉实验的装置中，感光照片上只是_____________，说明光与胶片作用时显示出它的__________，当有大量的光子照射或曝光时间较长时，感光照片上是_________________，说明光子在空间各点出现的可能性可用____________来描述，所以光是一种____________.例6：下列说法正确的是：（）A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光是波，与橡皮绳上的波相似C.光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大D.在宏观现象中波动性和粒子性是对立的，在微观世界中是可以统一的三．物质波：一切运动的微观粒子都具有____________，其波长与动量的关系用德布罗意公式来表示________________，这种波叫做____________.四．原子的核式结构原子核：1．卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现_____________α通过金箔后仍沿原方向运动，_________α粒子通过金箔后发生较大角度的偏转，_____________α粒子通过金箔后发生大角度的偏转，甚至超过180º。
高中物理 量子论初步 原子核(附答案)高考基础训练题
量子论初步原子核（附答案）1．人类对光的本性认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述正确的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上都是一样的B．任何一个运动着的物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图15－1－5所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电图15－1－5 D．锌板带负电，指针带负电3．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射4．(创新应用题)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是()A．曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点无法预测C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性5．(2009年高考上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大6．A 和B 两种单色光均垂直照射到同一条直光纤的端面上，A 光穿过光纤的时间比B 光穿过的时间长，现用A 和B 两种光照射同种金属，都能发生光电效应，则下列说法正确的是()A ．光纤对B 光的折射率大B ．A 光打出的光电子的最大初动能一定比B 光的大C ．A 光在单位时间内打出的电子数一定比B 光的多D ．B 光的波动性一定比A 光显著7．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的．检测发现三种单色光中，n 、p 两种色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是下图中的()图15－1－68．如图15－1－7所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为E /29．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A.hc 2λB.hc 3λC.34hcλD.hλ5c10.一种X 射线，每个光子具有4×104eV 的能量，此X 射线的波长是多少？一个电子具有多少电子伏特能量时，其德布罗意波长与上述X 射线的波长相等？图15－1－7(电子的质量m＝9.1×10－31kg)11．波长为λ＝0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝5.6×10－6T·m，光电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C，求：(1)光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功．12．(西安模拟)如图15－1－8所示，一伦琴射线管，K为阴极可产生电子，阴极K与对阴极A外加电压U AK＝30kV.设电子离开K极时速度为零，通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A上而产生X射线，假定电子的全部动能转为X射线的能量．求：(1)电子到达A极时的速度是多大？(2)从A极发出的X射线的最短波长是多少？(3)若电路中的毫安表的示数为10mA，则每秒从A极最多图15－1－8能辐射出多少个X光子？(已知电子的质量m e＝9.1×10－31kg，电子的电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)答案1BCD2B3C4BC5AD6BD7A8ABC9B10答案：3.1×10－11m 1.6×103eV11答案：(1)4.41×10－19J(2)7.3×10－19J12答案：(1)1.0×108m/s(2)4.1×10－11m(3)6.25×1016个。
量子论初步原子核
2003－2004学年度上学期高中学生学科素质训练高三物理同步测试（15）—量子论初步、原子核本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
共150分考试用时120分钟。
第Ⅰ卷（选择题共40分）一、每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
1．处于激发状态的原子，如果在入射光的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射，原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理，那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E n、电子的电势能E p、电子动能E k的变化关系是（）A．E p增大、E k减小、E n减小B．E p减小、E k增大、E n减小C．E p增大、E k增大、E n增大D．E p减小、E k增大、E n不变2．用红光和蓝光做光学实验时，下列说法正确的是（）A．红光和蓝光以相同的入射角斜向射击入平行玻璃板上，出射击的光线中，红光的侧移距离较小B．在水面下同一深度的红点光源和蓝点光源，从水面上看去，红光照亮水面的面积较大C．用同样的双缝做干涉实验时，红光两相邻亮条纹间距离较蓝光的大D．用同样的双缝做衍射实验时，红光的中央亮条纹的宽度比蓝光的大3．图为氢原子的能级示意图，处下量子数n=4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃 迁时，发出的光子能量可能为（ ）①2.55Ev ②13.6Ev ③12.75eV ④0.85eV 以下选项正确的有A ．①②B ．③④C ． ①③D ． ②n=4————————————－０.85eV n=3————————————－1.51eV n=2————————————－3.4eVn=1————————————－13.6eV4．用频率为v 的光照射某金属表面产生光电子当光电子垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁 场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R 。
高考考点复习之第15章量子论初步原子核
子数目越多，产生的光电子数目就越多，一般情况下，在发生光电效应时，电子能否吸收多个光子而成为 光电子呢 ?一个电子接收双光子的几率是非常小的， 由于金属内电子碰撞十分频繁， 两次碰撞之间的时间只 有 1.0 ×10-15 秒左右，因此，一个电子接收到一个光子后，如不能逸出成为光电子，将来不及等到接收第二 个光子，它所增加的能量在碰撞中早已消耗殆尽．
考命题的趋向，这些方向在本章可能会有所体现 .
※典型例析※
【例 1】关于光电效应的规律，下面说法中正确的是
()
A ．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动 能越大
B ．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多
C．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初 动能也越大
不同于宏观观 念的粒子
光的波动性是
1．足够能量的光在传 光子本身的一
播时，表现出波的性质．
光的
种属性。不是光
波动
2．光是一种概率波，
子之间相互作
即光子在空间各点出现的 性
用产生的．光的
可能性大小 ( 概率 )可用波动
规律来描述．
波动性不同于
宏观的波．
波和 宏观世界：
光子说并未否
粒子
波和粒子是相互对立
的对 的概念．
立、统 微观世界：
一性
波和粒子是统一的．
定波动性， E h 中， 和
就是波的概 念．
●难点释疑● 1．不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的粒子。 2．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性。 3．频率越高的光粒子性越明显，频率越低的光波动性越明显 4．光在传播过程中往往显示出波动性，在于物质的相互作用时往往显示出粒子性。
[精品]新高考物理一轮复习第15章 量子论初步原子核 第2课时原子原子核
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第二课时原子原子核第一关：基础关展望高考基础知识一、原子的核式结构模型知识讲解(1)α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验,获得了重要的发现①实验装置(如图所示)由放射,金箔,荧光屏等组成说明整个实验过程在真空中进行H核)很容易穿过b金箔很薄,α粒子(42②实验现象与结果绝大多α粒子穿过金箔后基本上仍沿原的方向前进,但是有少α粒子发生了较大角度的偏转极少α粒子偏转角超过90°,有的几乎达到180°,沿原路返回(2)原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构在原子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核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转(3)原子核的电荷与尺度①原子核的电荷原子核的电荷就是核中的质子,等于核外电子,接近于原子序原子核的尺度对于一般的原子核,核半径的量级为10-15,而原子半径的量级为10-10,两者相差十万倍,可见原子内部是十分!空旷"的活活用1卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出（）A原子的核式结构模型B原子核内有中子存在电子是原子的组成部分D原子核是由质子和中子组成的解析：α粒子散射实验的结果是大部分α粒子沿原方向前进,少部分发生大角度偏转,极少偏转角超过90°甚至达到180°,说明原子的几乎全部质量与全部正电荷都集中在很小的核上据此卢瑟福提出了原子的核式结构模型[]答案：A[++]二、天然放射现象知识讲解(1)元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象首先由贝克勒尔发现天然放射现象的发现,说明原子核还有复杂的结构(2)具有放射性的元素叫做放射性元素,一般原子序大于83的所有天然元素都具有放射性,原子序小于83的天然存在的元素有些也有放射性,它们放射出的射线共有三种(3)三种射线的本质和特征活活用2如图所示，为未知的放射，L为薄铝片，若在放射和计器之间加上L后，计器的计率大幅度减小，在L和计器之间再加竖直向下的匀强磁场，计器的计率不变，则可能是（）Aα和β的混合放射B纯α放射α和γ的混合放射D纯γ放射解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力在放射和计器之间加上铝片后，计器的计率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子在铝片和计器之间再加竖直向下的匀强磁场,计器的计率不变,说明穿过铝片的粒子中无带电粒子,故只有γ射线因此,放射可能是α和γ的混合放射答案：三、原子核的组成知识讲解原子核是由质子,中子构成的,质子带正电,中子不带电不同的原子核内质子和中子的个并不相同(1)原子核中的三个整①核子质子和中子质量差别非常微小,两者统称为核子,所以质子和中子之和叫核子②电荷()原子核所带的电荷总是质子电荷的整倍,通常用这个整表示原子核的电荷量,叫做原子核的电荷③质量(A)原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和,而质子与中子质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整倍,这个整叫做原子核的质量(2)原子核中的两个等式①核电荷=质子()=元素的原子序=核外电子②质量(A)=核子=质子+中子(3)同位素①定义具有相同质子不同中子的原子核,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素②说明原子核的质子决定了核外电子的目,也决定了电子在核外分布的情况,进而决定了这种元素的性质同位素的性质相同活活用3目前普遍认为,质子和中子都是由被称为夸克和d夸克的两类夸克组成夸克带电荷量为23,d夸克带电荷量为-13,为元电荷下列论断可能正确的是()A质子由1个夸克和1个d夸克组成,中子由1个夸克和2个d夸克组成B质子由2个夸克和1个d夸克组成,中子由1个夸克和2个d 夸克组成质子由1个夸克和2个d夸克组成,中子由2个夸克和1个d夸克组成D质子由2个夸克和1个d夸克组成,中子由1个夸克和1个d 夸克组成解析：因质子带电荷量为，中子呈电中性，夸克带电荷量为23，d夸克带电荷量为-13，显然质子应由2个夸克和1个d夸克组成，中子应由1个夸克和2个d夸克组成，故选项B正确答案B四、原子核的衰变知识讲解1衰变规律：α衰变A A 44Z Z 22X Y --→+Hβ衰变A A 0Z Z 11X Y++-→2形成原因：原子核中2个质子和2个中子结合后一起射出，形成α衰变原子核中的中子转为质子和电子,形成β衰变γ射线是伴随α衰变或β衰变而产生的2114110102011H 2n He,n H -+→→+3半衰期[,,,,,]①意义放射性元素的原子核有半发生衰变需要的时间用希腊字母τ表示②公式N 余=N 原（12）/τ 余=原（12）/τ式中N 原、原分别表示衰变前的放射性元素的原子和质量，N 余、余分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子和质量，表示衰变时间，τ表示半衰期③半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物状态(如压强、温度等）或状态（如单质或合物）无关活活用4从23592U 衰变为20782Pb ，要经过α衰变和β衰变的次是()A14次α衰变和10次β衰变 B7次α衰变和4次β衰变10次α衰变和14次β衰变D4次α衰变和7次β衰变解析：设α衰变和β衰变的次分别为和y，则4=235-207 (质量守恒）2-y=92-82 (电荷守恒）解得=7,y=4,故选B答案B五、核能知识讲解[]1核能核子结合成原子核需要放出能量,这叫原子的结合能,称为核能2质量亏损组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差(或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质量亏损3爱因斯坦质能方程凡具有质量的物体都具有能量,物质的质量和能量间的关系为E=c2若原子核质量亏损Δ对应释放的能量为ΔE=Δc2活活用5一个铀238核发生α衰变而变成钍234核,已知铀核的质量为3853131×10-25g,钍核的质量为3786567×10-25g,α粒子的质量为664672×-27g,试计算在这个衰变过程中要释放出多少能量?(结果保留2位有效字)解析：在铀核衰变过程中的质量亏损为Δ=(3853131×10-25-3786567×10-25-664672×10-27) g=97×10-30g 释放的核能ΔE=Δc2=97×10-30×(3×108)2J≈87×10-13J六、重核的裂变与轻核的聚变知识讲解1重核的裂变①裂变：重核分裂成两个质量较小的原子核的核反应叫裂变②链式反应裂变要在一定的条件下才能进行,比如铀235核受到中子轰击时会发生裂变,而裂变时又要放出一些中子,这些中子又可引起其他的铀235核裂变,而使裂变反应不断进行下去,这种反应叫做链式反应2轻核的聚变①聚变轻核结合成质量较大原子核的核反应称为聚变②热核反应聚变必须在轻核间的距离十分接近,即达到10-15时才能进行在极高温度下,原子核可以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变,这种聚变反应叫做热核反应活活用6据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试下列关于“人造太阳”的说法中正确的是()A “人造太阳”的核反应方程是23411120H H He n +→+B “人造太阳”的核反应方程是235114192192056360U n Ba Kr 3n +→++根据公式ΔE=Δc 2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D 根据公式E=c 2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同解析：“人造太阳”是核聚变装置，故A 正确，B 错误由于聚变的燃料是轻核，裂变燃料是重核，根据原子量知同等质量的聚变燃料比裂变燃料包含的原子核目多，故能产生更多能量，正确，选A答案：A第二关：技法关解读高考解题技法一、衰变规律的运用技法讲解运用衰变规律重点要掌握“退二进一”规律，即原子核发生α衰变后，新核在元素周期表上要退2位，质量减4；而β衰变后，新核比旧核在元素周期表上的位置进1位，但质量不变，另外在分析推的过程中始终要牢记质量和电荷守恒典例剖析例1下列说法正确的是（）A22688 R衰变为22286R要经过1次α衰变和1次β衰变B23892 U衰变为23491P要经过1次α衰变和1次β衰变232 90 T衰变为20882Rb要经过6次α衰变和4次β衰变D23892 U衰变为22286R要经过4次α衰变和4次β衰变解析：设22688R衰变为22286R要经过次α衰变和y次β衰变，其衰变方程为226 88R→22286R+42H+y01根据质量守恒和电荷守恒分别有226=222+4,88=86+2-y，解得=1,y=0；可见选项A错误设23892U衰变为23491R要经过次α衰变和次β衰变，其衰变方程为238 92U→23491R+42H+01根据质量守恒和电荷守恒分别有238=234+4,92=91+2-解得=1,=1选项B正确同可知选项正确，选项D错误所以，正确答案为B、[。
2010年高考物理 考点汇总 考点15 量子论初步和原子核 新人教版
考点15 量子论初步和原子核1.（2010·四川理综·T18）用波长为72.010m -⨯的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.71910J -⨯。
由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.633410J -⨯·s，光速c=3.0810m ⨯/s ，结果取两位有效数字）_____。
A ．5.51410⨯Hz Ｂ.7.91410⨯Hz C. 9.81410⨯Hz D.1.21510⨯Hz 【命题立意】考查爱因斯坦光电效应方程以及光速、波长、频率间的关系。
【思路点拨】解答本题时,可参照以下解题步骤:【规范解答】选B 。
根据光电效应方程W h E km -=ν，在恰好发生光电效应时最大初动能为0，有W h =0ν，且λν=c ，化简得140108⨯=-=-=hE chE chkmkm λλνHz ，故Ｂ正确． 2.（2010·全国Ⅱ理综·T14）原子核A Z X 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子。
由此可知( )A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【命题立意】本题考查了原子核中的核反应方程的应用及其简单计算能力。
【思路点拨】解答本题时,可参照以下解题步骤:【规范解答】选D ，写出核反应方程：H He H X AZ 114221+→+，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：142+=+A ，121+=+Z ，解得：3=A ，2=Z ，故答案为D 。
3.（2010·四川理综·T15）下列说法正确的是( ) A ．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部 B ．氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射 C ．反应有质量亏损，质量数不守恒 D ．γ射线是一种波长很短的电磁波【命题立意】通过α粒子散射、原子核裂变等现象考查原子物理内容。
【思路点拨】要求考生对教材中的基本内容要熟悉，解答本题时,可参照以下解题步骤:【规范解答】选 D 。
高三物理原子与核物理的实验与理论
高三物理原子与核物理的实验与理论原子与核物理是高中物理教学中的重要内容之一，通过实验和理论的学习，可以让学生更深入地了解原子和核的性质，从而提高他们的实验观察能力和理论分析能力。
本文将探讨高三物理中原子与核物理的实验与理论的学习内容和方法。
一、实验部分1. 氢光谱实验氢光谱实验是原子与核物理实验中的经典实验之一。
学生可以通过激发氢原子中的电子，使其跃迁到不同能级上，并观察到发射的光谱线。
通过测量不同光谱线的波长，可以计算出氢原子的能级差。
在实验过程中，学生需要掌握精确测量光谱线的工具和技巧，以及对测量结果的正确处理和分析。
2. 连续谱与线谱的比较实验连续谱与线谱的比较实验可以帮助学生理解原子的发射光谱与吸收光谱的区别。
学生可以通过使用不同的光源，如白炽灯和氢气放电灯，分别观察到连续谱和线谱。
通过对比两种光谱的特点，学生可以进一步理解原子的能级结构和光谱的形成原理。
3. 配位化学实验在配位化学实验中，学生可以通过配位物的合成和性质研究，了解原子的电子排布与化学性质之间的关系。
例如，学生可以合成一种含有过渡金属离子的配位化合物，并通过测量其光谱和磁性等性质，了解电子跃迁和配位效应对化合物性质的影响。
二、理论部分1. 原子结构与核结构的学习在原子与核物理的理论学习中，学生需要掌握原子和核的组成、结构和性质。
例如，学生需要了解原子中电子的能级排布和核子的组成，以及原子核的稳定性和衰变等内容。
同时，学生还需要学习相关的理论知识，如量子力学和核物理的基本原理。
2. 相对论与核物理相对论和核物理的关系是物理学中一个重要的研究内容。
学生需要通过学习相对论的基本原理和应用，如狭义相对论和质能方程，进一步理解核反应和核能的产生。
同时，学生还需要学习相对论的计算方法，如质能变化和质量增益的计算。
三、实验与理论的结合在高三物理教学中，实验与理论应该相互结合，互为补充。
通过实验，学生可以亲自进行操作和观察，提高实验能力和实践动手能力。
高考物理二轮复习 专题十二 动量 量子论初步及原子核
2008高考物理二轮复习专题十二动量量子论初步及原子核1．动量与碰撞：（1）动量守恒定律的内容：一个系统不受或所受外力之矢量和，则系统的总动量保持不变。
表达式＝，其中等式左边表示的总动量，右边表示的总动量。
对于、等现象因远远大于外力，即使合外力不为零，系统动量也可看成。
（2）碰撞：发生碰撞，系统动能损失最大；发生碰撞，系统动能和动量均守恒，其碰后的速度表达式为：V1/＝，V2/＝。
2．微观世界的“古怪”行为：（1）光电效应：请画出：研究光电效应的电路图；光电流与正向电压间的关系图；最大初动能与入射光频率间的关系图；遏制电压与入射光频率间的关系图。
（2）和现象表明了光具有粒子性，光子的能量E= ，光子的动量P= 。
光和其他微观粒子表现的波动性属波和波；微观粒子能量的取值具有性，同时其行为遵守关系。
3．原子结构和发光机理：（1） 粒子散射实验的结论有：绝大多数粒子，有少数粒子，有的偏转角度甚至达，即几乎是被“撞了回来”。
核式结构认为：原子中带正电的物质很小，但几乎占有，原子中的电子。
（2）玻尔的能级模型：原子能量的取值是，电子轨道半径的取值是，即都与有关；原子从向跃迁时，以的形式把多余的能量辐射出去，这就叫发光，光子能量的计算公式为：E=hγ＝。
4．原子核的结构和核能的计算：（1）核反应的种类有：、、、。
（2）核反应前后质量亏损Δm＝，释放的核能ΔE＝。
【分类典型例题】题型一：动量守恒定律与微观粒子的碰撞相结合的本模块(3－5)的综合性问题解弹性碰撞的“双守恒式”时，最好能记住碰后的速度的解。
碰撞后发生核反应，释放的核能转变成粒子的动能，注意总能量守恒与动量守恒相结合。
［例1］实验室核反应源产生一未知粒子，它与静止的氢核正碰，测出碰后氢核的速度是3.3×107m/s；它跟跟静止的氮核正碰，测出碰后氮核的速度是 4.7×106m/s。
上述碰撞都是弹性碰撞。
求未知粒子（速度不变）的质量数。
高三物理第一轮复习资料第章 量子论初步 原子核
准兑市爱憎阳光实验学校第十五章量子论初步原子核考点63 光电效光的波粒二象性光电效、光子说、爱因斯坦光电效属于Ⅱ类要求。
光的波粒二象性属于Ⅰ类要求.一、光电效1．光电效：在光(包括不可见光)的照射下从物体外表发射出电子的现象叫光电效，发射出的电子常称为光电子．2．光电效的规律：①每种金属都存在极限频率，只有入射光频率于或大于极限频率，才会发生光电效；②光电子的最大初动能与入射光强度无关，而随入射光频率的增大而增大；③从入射光照向金属到光电子发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 S。
3．光电效与电磁波理论的矛盾：①光的能量与频率有关，而不像波动理论中由振幅决．②电子吸收光的能量是瞬时完成的，而不像波动理论所预计的那样可以逐渐积累．二、爱因斯坦提出的光子说1．光子说，在普朗克提出的电磁波的能量是不连续的根底上，爱因斯坦提出了光子说，即空间传播着的光是一份一份的，每一份叫一个光子，一个光子的能量为νhE=，ν为光的频率.2．光子说对光电效的解释⑴当光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中的某个电子吸收，电子吸收光子的能量后，动能就立即增加了，无需积累过程，如果电子动能足够大，能克服内部原子核的引力，就可能逃逸出来成为光电子，电子吸收光子的能量后，可向各个方向运动，即使向金属外表运动的电子，路径不同，损失的能量不同．唯独金属外表上的电子，只要克服原子核引力做功，就有可能从金属中逸出，这个功叫做金属的逸出功W.据此可得出爱因斯坦的光电效方程．Whmv-=ν221( 221mv为光电子的最大初动能)金属对的极限频率由以下式子求出：hWvWh=⇒=0ν不同的金属逸出功W不同，因此不同的金属对的极限频率也不相同．⑵如果入射光频率大于极限频率，入射光越强，单位时间内入射光子数目越多，能够吸收到光子的电子数目越多，产生的光电子数目就越多，一般情况下，在发生光电效时，电子能否吸收多个光子而成为光电子呢?一个电子接收双光子的几率是非常小的，由于金属内电子碰撞十分频繁，两次碰撞之间的时间只有1.0×10-15秒左右，因此，一个电子接收到一个光子后，如不能逸出成为光电子，将来不及到接收第二个光子，它所增加的能量在碰撞中早已消耗殆尽．说明：为便于从微观上把握光电效，一般对光子和光电子作以下两种假设：①设想一金属中的一个电子只能吸收一份光子的能量，一个光子也只能与一个电子相作用．②电子吸收一个光子的能量后，可以向各个方向运动，因而克服其他原子核的引力做功多少不同，从金属外表逸出时，初动能大小也不同，只有直接从金属外表逸出的光电子才具有最大初动能。
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【高中物理】高中物理实验：量子论初步和原子核高中物理
实验：量子理论和原子核的初步研究。
我希望学生们能在学习上取得成功！
实验仪器：吸尘器、卫生纸(或镜头纸)、盖革计数器(j2554型)、停表(或普通手表、电钟等)、打字纸、方座支架(j1102型)
实验目的：
(1)测定空气中的放射性物质214pb衰变为214po的半衰期。
（2）了解如何使用微分皮计数器定量测定放射性物质的半衰期。
实验原理：泥土和岩石中一般都含有天然状态的铀-238及其衰变产物氡-222。
氡-222能穿过岩石和泥土从地下渗漏出来，对天然放射(本底辐射)水平有一定的贡献。
一般室内
空气中总含有少量的氡-222。
它的α衰变的半衰期为3.8天。
当它经过两次α衰变后变
为铅-214。
铅-214经β衰变变为铋-214，半衰期为27分钟;铋-214又经β衰变变为钋-214，半衰期为20分钟。
这些衰变产物粘附在室内的尘埃上，很容易用吸尘器收集。
这两
种衰变的半衰期总共约为45分钟(即由214pb衰变为214po的半衰期)，这个时间比较适
合学生进行半衰期的测定。
而且通常收集的少量样品，可以控制在盖革计数器计数每分钟
约60-80次(其中包括背景辐射约15-20次)。
这使得学生可以用口头计数进行测定，增加
了实验的直觉可信度。
教师操作：
(1)用卫生纸(2-4层)蒙住吸尘器的进气管口，用橡皮筋将它固定，如图5.15-1所示。
开动吸尘器，约5分钟后停止。
取下卫生纸(这时它已受放射性物质污染)，将它用打字纸
包住，放在远离盖革计数器的地方(或装在塑料盒中)备用。
（2）打开盖革计数器，在实验室中计算大约5分钟的背景辐射，并计算每分钟的平
均背景辐射数。
(3)把包有放射源的打字纸固定在方座支架的夹具上;把盖革计数器固定在方座支架的
另一夹具上。
使放射源与计数器靠近，它们之间的距离这样确定：以开始实验时，计数器
每分钟计数约100次左右为宜。
（4）启动停车计时器进行计数。
每2分钟计数一次后，间隔为3分钟，然后再计数
2分钟，。
直到记录了12个数据。
(5)以计数器每分钟计数为纵轴，衰变时间为横轴，作出衰变曲线。
（6）根据衰变曲线估算所研究放射性物质的半衰期。
想想看：盖革计数器只记录射入计数器的光线。
计算出的半衰期能代表放射性物质的真实半衰期吗？
以上就是为大家整理的高中物理实验：量子论初步和原子核，希望同学们阅读后会对自己有所帮助，祝大家阅读愉快。