原子与原子核——知识介绍

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高三物理必背知识点原子和原子核公式

高三物理必背知识点原子和原子核公式

高三物理必背知识点原子和原子核公式原子和原子核公式总结1.粒子散射试验结果a)大多数的粒子不发生偏转;(b)少数粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:h=E初-E末{能级跃迁}4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子), {A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}5.天然放射现象:射线(粒子是氦原子核)、射线(高速运动的电子流)、射线(波长极短的电磁波)、衰变与衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。

射线是伴随射线和射线产生的〔见第三册P64〕6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}7.核能的计算E=mc2{当m的单位用kg时,E的单位为J;当m用原子质量单位u时,算出的E单位为uc2;1uc2=931.5MeV}〔见第三册P72〕。

注:(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握;(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。

考生们只要加油努力,就一定会有一片蓝天在等着大家。

以上就是的编辑为大家准备的高三物理必背知识点:原子和原子核公式。

原子物理

原子物理

《原子和原子核》二、主要知识:(一)三种原子结构模型:1、汤姆生枣糕式原子模型——能解释原子发光现象。

原子是一个球体,均匀分布在整个球内,而却像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里面。

2、卢瑟福的核式结构——能解释α粒子散射现象,但与经典电磁理论相矛盾。

(1)α粒子散射实验:做了这个实验,结果发现:粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进占;少数粒子却发生了较大的;极少数偏转角度超过了90º;有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180º.(2)卢瑟福的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部和几乎全部都集中在原子核里,带负电的在核外空间绕核高速旋转。

3、玻尔的原子模型、能级:(1)玻尔理论的主要内容:①、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是,电子虽然绕核高速运动,但不向外辐射能量,这些状态叫做。

②、原子从一个定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的,其能量由这两个定态的决定。

公式表示为:hυ=E初-E终。

③、原子的不同能量状态跟电子的不同轨道相对应,轨道是不连续的。

(2)氢原子能级:①轨道量子化:r n=n2r1;②能量量子化:E n=E1/n2其中n为量子数n=1时,原子处于态,此时能量最低,E1=-13.6eV,处于稳定状态n>1时,原子处于态,容易发生跃迁,若得到光子,则可到达更高能量状态。

(二)天然放射现象、衰变、半衰期:1、人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律,是从 开始的。

2、天然放射现象:原子核自发放出 的现象。

3、衰变:放射性原子核放出射线,变成另一种新核的现象。

4、衰变的种类:(衰变时,电荷数和质量数.均守恒) (1)α衰变:He Y X A Z AZ4241+→+-(2)β衰变: e Y X A Z A Z 011-++→5、三种射线:6、五种粒子:7、半衰期:放射性元素的衰变有一定的速率。

放射性的原子核有一半发生衰所需要的时间,叫半衰期。

(完整版)原子核物理知识点归纳详解

(完整版)原子核物理知识点归纳详解

原子核物理重点知识点第一章 原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。

(P2)核素:核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。

(P2)同位素:具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。

(P2)同位素丰度:某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。

(P83)同质异能素:原子核的激发态寿命相当短暂,但一些激发态寿命较长,一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。

(P75)镜像核:质量数、核自旋、宇称均相等,而质子数和中子数互为相反的两个核。

2、影响原子核稳定性的因素有哪些。

(P3~5)核内质子数和中子数之间的比例;质子数和中子数的奇偶性。

3、关于原子核半径的计算及单核子体积。

(P6)R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径:R =(1.20±0.30)A 1/3 fm 核力半径:R =(1.40±0.10)A 1/3 fm 通常 核力半径>电荷半径单核子体积:A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。

(P14)1.核力是短程强相互作用力;2.核力与核子电荷数无关;3.核力具有饱和性;4.核力在极短程内具有排斥芯;5.核力还与自旋有关。

5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。

(P8)结合能:),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。

比结合能(平均结合能):A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功,或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。

6、关于库仑势垒的理解和计算。

(P17)1.r>R ,核力为0,仅库仑斥力,入射粒子对于靶核势能V (r ),r →∞,V (r ) →0,粒子靠近靶核,r →R ,V (r )上升,靠近靶核边缘V (r )max ,势能曲线呈双曲线形,在靶核外围隆起,称为库仑势垒。

原子物理知识点详细汇总

原子物理知识点详细汇总

百度文库 - 让每个人平等地提升自我第一讲 原 子 物 理自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后,物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘,经过众多科学家的努力,逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。

本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。

§ 原子1.1.1、原子的核式结构1897年,汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子,由此认识到原子也应该具有内部结构,而不是不可分的。

1909年,卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔,即α粒子的散射实验,发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数发生偏转,并且有极少数偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转几乎达到180°。

1911年,卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说,这个学说的内容是: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的空间里软核旋转,根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。

1、1.2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的,但它与经典论发生了严重的分歧。

电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射,运动不停,辐射不止,原子能量单调减少,轨道半径缩短,旋转频率加快。

由此可得两点结论:①电子最终将落入核内,这表明原子是一个不稳定的系统; ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。

原子是一个不稳定的系统显然与事实不符,实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。

如此尖锐的矛盾,揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。

为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性,玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论,虽然这是一个过渡性的理论,但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。

原子结构的演化与原子核知识点总结

原子结构的演化与原子核知识点总结

原子结构的演化与原子核知识点总结从古希腊哲学家德谟克利特提出的“原子”概念,到现代物理学对原子结构和原子核的深入研究,人类对微观世界的认识经历了漫长而曲折的过程。

这一过程不仅丰富了我们对物质本质的理解,也为众多科学技术的发展奠定了基础。

接下来,让我们一起探索原子结构的演化以及原子核的相关重要知识点。

在早期,人们对物质的构成仅有一些模糊的猜测。

直到 19 世纪,科学家们通过实验逐渐揭示了原子的一些基本性质。

约翰·道尔顿提出了原子论,认为原子是不可再分的实心球体。

然而,随着科学技术的进步,这一观点被证明是过于简单的。

19 世纪末,汤姆孙发现了电子,并提出了“葡萄干布丁”模型,认为原子是一个正电荷均匀分布的球体,电子像葡萄干一样镶嵌在其中。

但随后卢瑟福的α粒子散射实验推翻了这一模型。

卢瑟福通过让α粒子轰击金箔,发现大部分α粒子能够直线穿过,但有少数α粒子发生了大角度偏转,甚至被反弹回来。

基于此实验结果,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,即原子的中心有一个很小的原子核,几乎集中了原子的全部质量,电子则在核外绕核高速运动。

原子由原子核和核外电子组成。

原子核带正电,由质子和中子构成。

质子带正电荷,中子不带电。

质子数决定了元素的种类,而质子数与中子数之和则称为质量数。

原子核具有一些重要的性质。

首先是原子核的大小,它的半径通常在 10^(-15) 米到 10^(-14) 米之间,与整个原子相比极其微小。

原子核的密度非常大,这使得其内部的物质状态与我们日常所熟悉的物质有很大的不同。

原子核具有放射性。

放射性是指原子核自发地放出射线的现象,包括α射线、β射线和γ射线。

α射线是由氦原子核组成,β射线是高速电子流,γ射线则是一种电磁波,具有很强的穿透力。

放射性现象的发现,不仅为我们提供了一种研究原子核内部结构的方法,也在医疗、工业等领域有着广泛的应用,但同时也需要注意放射性物质的防护和安全使用。

原子核的稳定性是一个重要的研究课题。

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

高中物理原子与原子核知识点总结必修三原子、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α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α粒子散射实验装置;现象;从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔;实验现象:结果是绝大多数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: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..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--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..本假设是针对原子稳定性提出的⑵跃迁--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 ..大量处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式⑶能量和轨道量子化----定态不连续;能量和轨道也不连续;即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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分布也是不连续的针对原子核式模型提出;是能级假设的补充氢原子的激发态和基态的能量最小与核外电子轨道半径间的关系是:说明氢原子跃迁① 轨道量子化r n=n2r1n=1;2.3…r1=0.53×10-10m=-13.6eV能量量子化:E1②③氢原子跃迁时应明确:一个氢原子直接跃迁向高能级跃迁;吸收光子一般光子某一频率光子一群氢原子各种可能跃迁向低能级跃迁放出光子可见光子一系列频率光子④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量;要么不吸收光子1光子能量大于电子跃迁到无穷远处电离需要的能量时;该光子可被吸收..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——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;有规律可依E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89; E53=0.97 E43=0.66; E54=0.31⑶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=-EK..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较: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:α衰变:实质:核内α衰变形成外切同方向旋;β衰变:实质:核内的中子转变成了质子和中子β衰变形成内切相反方向旋;且大圆为α、β粒子径迹..+β衰变:核内γ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α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钋产生的α射线轰击铍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α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△m单位为“kg”计算;②由△E=931.5△m△m 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:α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..γ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α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..在核反应中遵循电荷数守恒和质量数守恒;在微观世界中动量守恒定律同样适用..。

高中化学原子知识点总结

高中化学原子知识点总结

高中化学原子知识点总结一、原子基本结构1. 原子定义:原子是物质的基本单位,由原子核和围绕核的电子组成。

2. 原子核:位于原子中心,由质子和中子组成,带正电荷。

3. 电子:带有负电荷的粒子,围绕原子核运动,存在于不同的能级和轨道上。

4. 质子:带有正电荷的粒子,存在于原子核中,决定原子的核电荷数。

5. 中子:不带电荷的粒子,存在于原子核中,影响原子的质量和同位素的类型。

6. 电子云:电子在原子周围的概率分布区域,反映了电子出现的可能性。

二、原子性质1. 原子序数:表示原子核中质子的数量,决定了元素在周期表中的位置。

2. 核外电子排布:电子按照能级和轨道填充,遵循奥布定律和泡利不相容原理。

3. 电子亲和能:原子吸引一个电子的能力,与元素的电负性有关。

4. 电负性:原子吸引电子对的能力,影响化合物中键的性质。

5. 离子化能:移除原子中一个电子所需的能量,与元素的活泼性有关。

三、原子间的相互作用1. 化学键:原子之间的相互作用,包括离子键、共价键和金属键。

2. 离子键:由电荷相反的离子通过静电吸引力形成的键。

3. 共价键:两个或多个非金属原子通过共享电子对形成的键。

4. 金属键:金属原子间的电子共享,形成“电子海”。

5. 键能:形成或断裂一个摩尔化学键所需的能量。

四、同位素与放射性1. 同位素:具有相同原子序数但不同质量数的原子,即质子数相同而中子数不同。

2. 放射性同位素:不稳定的同位素,会通过放射性衰变转变为其他元素或同位素。

3. 衰变:原子核自发放出粒子或能量,转变为新原子核的过程。

4. 半衰期:放射性物质衰变到其原始量一半所需的时间。

五、原子的表示方法1. 元素符号:表示元素的缩写,如H代表氢,O代表氧。

2. 原子表示式:用元素符号和下标表示原子的组成,如H2表示氢分子。

3. 电子排布式:表示原子中电子的能级和轨道分布,如1s2表示氦原子的电子排布。

4. 化学方程式:描述化学反应的式子,如2H2 + O2 → 2H2O表示水的合成。

大学物理基础知识原子与原子核的结构

大学物理基础知识原子与原子核的结构

大学物理基础知识原子与原子核的结构大学物理基础知识:原子与原子核的结构原子与原子核是物质世界的基本组成部分,对于理解物质性质和物质转化过程具有重要意义。

本文将介绍原子与原子核的结构,包括原子的组成、原子核的构成以及原子的稳定性等内容。

一、原子的组成原子由原子核和电子构成。

原子核位于原子的中心,带有正电荷,质量较大;电子绕核运动,带有负电荷,质量较小。

原子核中包含两种粒子:质子和中子。

质子带有正电荷,质量约为1.6726×10^-27千克;中子不带电荷,质量约为1.6749×10^-27千克。

二、原子核的构成原子核由质子和中子组成,质子和中子共同维持了原子核的稳定性。

质子和中子的数目决定了原子核的质量数和原子的同位素。

质子和中子都存在于原子核的能级中,能级较低的排在内侧,能级较高的排在外侧。

三、原子的稳定性原子的稳定性与原子核中质子和中子的比例有关。

当质子和中子的比例适当时,原子核相对稳定;当比例失去平衡时,原子核变得不稳定,容易发生放射性衰变。

原子核的稳定性可以通过核素的存在时间来衡量,稳定的核素存在时间较长,不稳定的核素则具有较短的存在时间。

四、原子核的力原子核内部存在着强相互作用力和库伦排斥力。

强相互作用力是一种相互吸引的力,使得质子和中子能够在原子核内紧密结合;库伦排斥力是质子之间的排斥力,使得原子核维持一定的稳定结构。

在原子核中,强相互作用力的作用要大于库伦排斥力,从而使得原子核保持相对稳定。

五、原子的结构模型原子的结构模型有很多种,其中最为常用的是玻尔模型和量子力学模型。

玻尔模型将电子的运动描述为绕着核心的轨道运动,提出了能级概念。

量子力学模型则是基于波粒二象性提出的,将电子视为波函数存在于原子核周围的云中,且存在于不同的能级中。

六、元素周期表与原子核结构元素周期表是按照原子核结构的特点将元素排列整齐的表格。

元素周期表按照原子核中质子的数目和电子的排布规律来确定元素的位置。

原子的结构知识点

原子的结构知识点

原子的结构知识点原子结构知识点1. 原子定义原子是物质的基本单位,由原子核和围绕核的电子组成。

2. 原子核- 组成:原子核由质子和中子组成,统称为核子。

- 质子:带有正电荷,质量约为1个原子质量单位(u)。

- 中子:不带电,质量与质子相近,也约为1 u。

3. 电子- 带有负电荷,质量极小,约为1/1836 u。

- 电子在原子核外围按照特定的能级和轨道运动。

4. 能级和轨道- 能级:电子所处的能量状态,通常用主量子数n表示,n的值越大,电子与原子核的距离越远,能量越高。

- 轨道:电子在空间中运动的轨迹,由角量子数l和磁量子数m决定。

5. 量子数- 主量子数(n):决定电子的能级,取值为正整数(1, 2,3, ...)。

- 角量子数(l):决定电子轨道的形状,取值范围从0到n-1。

- 磁量子数(m):决定电子轨道在空间中的具体位置,取值范围从-l到+l,包括0。

- 自旋量子数(s):描述电子自旋状态,取值为+1/2或-1/2。

6. 原子的化学性质- 化学性质主要由原子最外层电子(价电子)的数量决定。

- 原子通过共享、转移或重新排列价电子来形成化学键。

7. 原子符号- 原子符号表示元素的化学符号,左上角表示原子序数(质子数),左下角表示原子质量数(质子数+中子数)。

8. 同位素- 同位素是具有相同原子序数(质子数相同)但不同质量数(中子数不同)的原子。

9. 原子的结合能- 结合能是指将原子核中的核子(质子和中子)从原子核中分离出来所需的能量。

- 结合能越大,原子核越稳定。

10. 原子光谱- 原子光谱是由于电子在能级间跃迁时发射或吸收特定频率的光而产生的。

- 每种元素的原子光谱都是独特的,可用于识别和分析元素。

11. 原子的电离- 电离是指原子或分子失去或获得电子的过程。

- 电离能是指移除一个电子所需的最小能量。

12. 原子的放射性- 放射性原子通过放射性衰变过程自发地转变为其他元素的原子。

- 放射性衰变有三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。

高中物理:原子结构与原子核知识点精编汇总!

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高中物理:原子结构与原子核知识点精编汇总!考试要点基本概念一、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(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。

原子结构与原子核知识点总结

原子结构与原子核知识点总结

原子结构与原子核知识点总结英文回答:Atomic Structure and the Atomic Nucleus.The atom is the basic unit of matter. It consists of a dense central nucleus surrounded by electrons. The nucleus contains protons and neutrons, while the electrons orbit around the nucleus in electron shells.Protons: Protons are positively charged particles found in the nucleus of an atom. They determine the atomic number of an element, which is the unique identifier for each element.Neutrons: Neutrons are neutral particles found in the nucleus of an atom. They contribute to the mass of an atom but do not have an electrical charge.Electrons: Electrons are negatively charged particlesthat orbit the nucleus of an atom in electron shells. They are responsible for the chemical properties of an element.The number of protons and neutrons in an atom determines its stability. Atoms with an equal number of protons and electrons are stable, while atoms with an imbalance of protons and electrons can be radioactive and decay over time.The Structure of the Atomic Nucleus.The atomic nucleus is a complex and tightly packed structure. It is held together by the strong nuclear force, which is much stronger than the electromagnetic force that governs the interactions between electrons and protons.Nuclear Force: The strong nuclear force is responsible for binding protons and neutrons together in the nucleus.It is the strongest force in nature, but it only acts over very short distances.Nuclear Size: The nucleus of an atom is extremelysmall compared to the entire atom. It accounts for only a tiny fraction of the atom's volume.Nuclear Energy: The binding energy of the nucleus is enormous. Tremendous amounts of energy are released when the nucleus is split (fission) or combined (fusion).Nuclear Reactions.Nuclear reactions are processes that involve changes in the structure of an atom's nucleus. These reactions can occur naturally or be induced artificially.Radioactive Decay: Radioactive decay occurs when an unstable atom emits particles from its nucleus to become more stable. This can lead to the formation of different elements and the release of high-energy radiation.Nuclear Fission: Nuclear fission occurs when a heavy nucleus is split into two or more smaller nuclei. This process releases a tremendous amount of energy.Nuclear Fusion: Nuclear fusion occurs when two or more light nuclei combine to form a heavier nucleus. This process also releases a vast amount of energy.中文回答:原子结构与原子核。

初中物理原子知识点总结

初中物理原子知识点总结

初中物理原子知识点总结一、原子的结构1. 原子的基本组成原子由质子、中子和电子组成。

质子带正电荷,中子不带电荷,电子带负电荷。

2. 原子核原子核位于原子的中心,由质子和中子组成,质子和中子的质量集中在原子核内。

3. 电子壳层原子核周围围绕着电子,电子围绕原子核运动的轨道称为壳层,电子的轨道排列成不同的能级。

4. 元素的周期表元素的周期表是根据元素的原子序数和原子质量排列的表格,可根据元素在周期表中的位置推断元素的壳层排布。

二、原子的性质1. 原子的大小原子的大小主要由电子的轨道决定。

由于原子核电荷吸引电子,使得电子相对集中在原子核附近,因此原子整体上看起来是较小的。

2. 原子的质量原子的质量主要由其原子核的质子和中子质量决定。

电子质量相对较小,可以忽略不计。

3. 原子的化学性质原子的化学性质取决于其电子结构。

原子通过电子的失去、获得或共享,可以形成化学键以及各种化合物。

4. 原子的核衰变原子核中的质子和中子相互作用不稳定,会发生放射性衰变,释放出粒子或能量。

三、原子的相互作用1. 原子的直接的相互作用原子之间主要通过电磁力相互作用,包括静电力和磁力。

2. 原子的间接的相互作用原子之间还通过电磁辐射相互作用,包括电磁波和光子。

3. 原子的核相互作用原子核之间的相互作用主要通过核力来实现,核力包括弱核力和强核力。

四、原子的能级与光谱1. 原子的能级原子的能级指的是电子在原子中的能量状态。

原子的能级是量子化的,能级之间的跃迁会产生光谱。

2. 光谱光谱是原子或分子在受到激发后产生的特定波长的光。

由于原子能级的量子化特性,不同元素的光谱是独特的,可以用来识别元素的成分。

五、原子的应用1. 化学实验通过对原子结构和性质的了解,可以进行化学实验,包括化学反应和化合物的合成。

2. 原子能原子核的裂变和聚变过程可以释放出巨大的能量,用于发电和核武器等领域。

3. 材料科学通过对原子结构和相互作用的研究,可以开发新的材料,提高材料的性能。

高一化学原子结构与性质知识点

高一化学原子结构与性质知识点

高一化学原子结构与性质知识点原子是构成物质的最基本单位,掌握原子结构与性质对于深入理解化学世界至关重要。

本文将为您详细介绍高一化学原子结构与性质的相关知识点。

一、原子结构原子由带正电的原子核和围绕核运动的电子构成。

1. 原子核:原子核由带正电的质子和中性粒子——中子组成。

质子质量为1,带正电;中子质量为1,电荷中性。

2. 电子:电子是质量很轻、带负电的粒子。

每个原子的电子数与质子数相同,使得原子整体电荷为中性。

二、原子质量原子质量是指一个原子的质子数和中子数之和。

以质子质量为基础,可以计算出原子质量的相对大小。

1. 原子质量单位:原子质量单位(缩写:u)定义为^12C的质量的1/12。

相对质量较小的元素,其原子质量是小数;较重的元素,原子质量通常为整数。

2. 原子质量数:原子质量数是指原子核中质子数和中子数之和。

用A表示,如氧的原子质量数为16。

三、元素周期表元素周期表是由Dmitri Mendeleev按照原子序数和性质将元素分类而成的表格。

使用元素周期表可以了解元素的基本性质和结构。

1. 元素周期表的构成:元素周期表按序数递增排列,横排称为周期,竖排称为族。

2. 元素周期表的分区:- 主族元素:位于周期表的1A至8A族元素,具有较为相似的性质。

- 过渡元素:位于主族元素之后,包括3B至2B族元素。

- 稀有气体:位于元素周期表最后一列的18族元素,具有稳定的八电子外层。

- 锕系和锔系元素:位于元素周期表下方的两行分别为锕系和锔系元素。

四、原子的电子结构原子的电子结构指的是原子内电子的排布方式,可分为主壳层、次壳层和轨道。

1. 主壳层:原子中离核越远的电子主壳层数值越大。

主壳层的编号使用数字和字母表示(如1、2、3...K、L、M)。

2. 次壳层:主壳层内部的层级,由数字表示(如1s、2s、2p 等)。

3. 轨道:次壳层下的进一步划分,用字母表示(如s、p、d、f 等)。

五、原子的化学键和分子原子间的化学键和分子为物质的结构和性质提供了基础。

辐射防护常用知识

辐射防护常用知识

辐射防护常用知识一、原子核与原子(核)能自然界的物质由各种各样的元素组成,比如,水由氢元素和氧元素组成,食盐由钠元素和氯元素组成。

元素通常被叫做原子(严格地说,把核电荷数相同的一类原子叫做一种元素),所以,可以说,物质是由各种各样的原子组成的。

原子由原子核与电子组成。

原子核位于“中心”地位,几乎集中了原子全部质量,带正电荷;电子带负电荷,围绕“核心”运动。

原子的质量数取决于原子核,其电子质量数忽略不计。

每种原子都有一个“原子核心”和多个电子,电子一圈一圈“守规矩”排列并且运动。

不同的原子其电子数也不同,比如,炭原子6个电子,氢原子1个电子。

不同原子,其原子核具有的正电荷数目就不同;原子核的正电荷数目,正是它在元素周期表中排列的序号。

原子核由质子和中子组成,“姐妹”俩统称“核子”。

不过,中子不带电荷。

只有质子带正电荷,与对应的电子(负电荷)形成“稳定局面”。

比如,原子序号都为1的氢有3种,“正宗”的氢只有1个质子,即带1个正电荷,另两种分别叫重氢和超重氢。

重氢又叫氘(音“刀”),其原子核中有1个质子,还有1个中子;超重氢又叫氚(音“川”),1个质子,2个中子。

它们的质量分别是“正宗”氢的2倍和3倍。

氢、氘、氚具有相同的化学性质,原子序数都是1,科学家把它们叫做“氢的3种同位素”,也可以叫做3种不同的核素,分别写作11H、12D、13T 。

左下角数字表示“原子序数”,左上角数字表示其质量数。

原子核中的质子带有的正电荷数目,同电子(带负电荷)数目是相等的,正是它在元素周期表中排列的序号,科学家称之为“原子序数”。

又比如氦原子,写作24 He,原子序数为2,其质量数是4,显然,其原子核中有2个质子和2个中子。

质子和中子之间,中子和中子之间,质子和质子之间,总而言之,核子之间,存在着很强的吸引力——核力,或者说结合能、原子能。

在一般情况下,核力使所有核子结合成一个紧密的稳定结构。

要想分裂一个原子核,就必须从外部供给能量,克服这种结合能。

九年级化学上册原子核知识点

九年级化学上册原子核知识点

九年级化学上册原子核知识点原子核是化学中非常重要的概念,它是构成原子的基本组成部分。

在九年级化学上册中,我们学习了关于原子核的许多知识点。

本文将系统地介绍一些九年级化学上册中关于原子核的知识点,帮助大家更好地理解和掌握这一概念。

1. 原子核的构成原子核由质子和中子组成。

质子是带正电荷的粒子,质子数决定了元素的原子序数。

中子是不带电荷的粒子,它们的数量可变,而元素的同位素就是因为中子数不同而存在的。

2. 原子核的大小和质量原子核的大小约为原子整体的千分之一左右,但其中却包含了原子绝大部分的质量。

原子核的质量主要由质子和中子的质量所决定。

3. 原子核的稳定性原子核的稳定性取决于质子和中子的比例。

当质子和中子的比例适当时,原子核更加稳定。

通常来说,当质子数和中子数差不多时,原子核比较稳定。

这也解释了为什么某些元素具有几种不同的同位素。

4. 原子核的聚变和裂变在核反应中,原子核可以发生聚变或裂变。

聚变是指两个较小的原子核结合为一个更大的原子核,而裂变则是指一个较大的原子核分裂成两个较小的原子核。

这些核反应释放出了巨大的能量,被广泛应用于核能领域。

5. 原子核的放射性衰变有些原子核不稳定,它们会通过放射性衰变变得更加稳定。

放射性衰变是指原子核自发地释放出射线,以减少其过多的质子和中子。

放射性衰变有三种常见的形式:α衰变、β衰变和γ衰变。

在α衰变中,原子核释放出一个带有两个质子和两个中子的α粒子,同时原子序数减少2,质量数减少4。

在β衰变中,原子核中的一个中子转变为质子,释放出一个带有负电荷的β粒子。

在γ衰变中,原子核释放出高能量的γ射线。

6. 原子核的应用原子核的应用非常广泛。

核能是一种清洁、高效的能源来源,它被广泛用于电力生产。

核医学利用放射性同位素的特性来进行诊断和治疗。

放射性同位素还广泛应用于化学分析、生物学研究等领域。

以上就是九年级化学上册中关于原子核的一些重要知识点。

通过学习这些知识,我们可以更好地理解原子核的构成和性质,进一步深入研究化学世界的奥秘。

高中物理原子结构和原子核

高中物理原子结构和原子核

高中物理原子结构和原子核原子结构和原子核是高中物理中一个非常重要的内容。

在这篇文章中,我们将从基本概念开始,逐步展开对原子结构和原子核的讲解。

一、原子结构原子结构是指原子的内部构造。

早在古希腊时期,人们就意识到物质是由非常小的粒子构成的,而这些粒子就是原子。

但直到19世纪末,科学家们才通过实验证据确信原子是物质的基本单位。

1.原子的基本构成原子是由三种基本粒子组成的:质子、中子和电子。

质子和中子位于原子的核心,被称为原子核,而电子则绕着原子核旋转。

质子和中子的质量相近,质量大约为1.67x10^-27千克,而电子的质量则非常小,大约为9.11x10^-31千克。

原子核的半径约为0.1纳米,而电子的轨道半径约为0.1埃。

2.原子的电荷质子带有正电荷,记为+e,其中e为元电荷的基本单位。

电子带有负电荷,记为-e。

中子没有电荷,是中性粒子。

原子总的电荷是零,因为质子和电子数量相等。

3.原子的元素特性每种元素的原子的质子数是固定不变的,被称为原子序数或核电荷数。

根据元素的原子序数从小到大排列,可以得到元素周期表。

电子的数量和排布方式则决定了元素的化学性质。

二、原子核原子核是原子的核心部分,由质子和中子组成。

原子核的直径约为10^-15米,相比整个原子的尺寸非常小。

但是原子核却凝聚着原子99.95%的质量。

1.质子质子带有正电荷,质量较大。

质子数决定了原子的元素特性,因为不同元素的质子数是不同的。

质子数可以通过查看元素周期表获得。

2.中子中子没有电荷,是中性粒子。

中子的质量和质子相近。

中子数可以通过减去原子的质子数来得到。

3.原子的核外电子原子的核外电子按能级分布在轨道上。

能级较低的电子离原子核较近,能级较高的电子离原子核较远。

根据一套量子数规则,电子的能级和轨道数量是有限的。

电子的排布方式决定了元素化学性质的差别。

三、原子结构的实验验证原子结构的理论模型得到广泛接受,主要是基于一系列实验证据得出的。

1.序列反应一些放射性原子的衰变过程表明有一种带正电的粒子存在于原子核中。

原子核知识点

原子核知识点

专题一原子原子核基础知识一、原子的核式结构模型1、汤姆生的“枣糕”模型(1)1897年汤姆生发现了电子,使人们认识到原子..有复杂结构,揭开了研究原子的序幕.(2)“枣糕”模型:原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里.2、卢瑟福的核式结构模型1909~1911年,英国物理学家卢琴福和他的助手们进行了α粒子散射实验(1)实验装置如图所示:如图所示,用α粒子轰击金箔,由于金原子中的带电微粒对α粒子有库仓力作用,一些α粒子穿过金箔后改变了运动方向,这种现象叫做α粒子散射.荧光屏可以沿着图中虚线转动,用来统计向不同方向散射的粒子数目.全部设备装在真空中.(2)α粒子散射实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转.,极少数偏转角超过900,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到1800.(3)现象解释:认为原子中的全部正电荷和几乎所有质量都集中到一个很小的核上,由于核很小,大部分α粒子穿过金箔时都离核很远,受到的库仑力很小,它们的运动几乎不受影响.只有少数α粒子从原子核附近飞过,明显受到原子核的库仑力而发生大角度偏转.核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,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里绕着核旋转.原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数,所以整个原子是呈电中性的.电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的库仑引力.[说明] 核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验,原子核是多么小,原子内部是多么“空”.从α粒子散射的实验数据,估计原子核半径的数量级为10-14m~10-15m,而原子半径的数量级是10-10m.``````````````````````````````见2,14二、天然放射性现象1.放射性现象:贝克勒耳发现天然放射现象,使人们认识到原子核...也有复杂结构,揭开了人类研究原子核结构的序幕.通过对天然放射现象的研究,人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性,原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性,它们放射出来的射线共有三种:α射线、β射线、γ射线.···············见22、三种射线的本质和特性比较①α射线:是氦核(42He )流,速度约为光速的十分之一,在空气中射程几厘米,贯穿本领小,电离作用强. ②β射线:是高速的电子流,速度约为光速十分之几,穿透本领较大,能穿透几毫米的铝板,电离作用较弱.③γ射线:是高能光子流,波长极短的电磁波,贯穿本领强,能穿透几厘米铅板,电离作用小.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较:~~~~~~~~~~~~~见3,10,34,40,46 3、原子核的衰变定义:放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变. 衰变规律:电荷数和质量数都守恒.(1)α衰变的一般方程:X A Z →Y A Z 42--+42He ·每发生一次α衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数减小2,质量数减少4.α衰变的实质:是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核).(核内He n H 42101122→+)(2)β衰变的一般方程:X A Z →Y A Z 1++01-e .每发生一次β衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数增加1,质量数不变.β衰变的实质:是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子.(核内11011n H e -→+), +β衰变:e Si P 0130143015+→(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.γ射线实质:是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时,产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子.(4)半衰期 知放射性标志定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫这种元素的半衰期.(对大量原子核的统β γ αα γ β⑴ ⑵ ⑶O计规律)半衰期的计算~~~~~~~~~~~~~见22,25,27,32,39用希腊字母τ表示公式:τ/)21(i N N 原余=,τ/)21(t m m 原余=[说明](1)半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关.(2)半衰期只对大量原子核衰变才有意义,因为放射性元素的衰变规律是统计规律,对少数原子核衰变不再起作用.(通常出选择题)(3)确定衰变次数的方法:设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变m 次β衰变后,变成稳定的新元素A Z ''Y , 则表示核反应的方程为:A ZX →A Z ''Y+n42He +m01- e.根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程mn Z Z n A A -+'=+'=24,即可解题。

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原子和原子核 ——知识介绍一.原子结构(一)原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。

汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子,从而知道,电子是原子的组成部分,为了保持原子的电中性,除了带负电的电子外,还必须有等量的正电荷。

因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型:正电荷部分连续分布于整个原子,电子镶在其中。

1909年卢瑟福在α粒子散射实验中,以α粒子轰击重金属箔发现:大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小,但还有八千分之一的α粒子,散射角超过了900,有些甚至被弹回来,散射角几乎达到1800。

1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核称为原子核,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绕核高速旋转。

从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米,原子半径大约为10-10米。

原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象,也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。

(二)玻尔的氢原子理论1.1.巴耳末公式1885年,瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长,可用一经验公式来表示:)121(122n R -=λ n =3,4,5……式中λ为波长,R =×10 7米-1称为里德伯恒量,上式称为巴耳末公式。

2.2.里德伯公式1889年,里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来:)11(122n m R -=λ式中n=m+1,m+2,m+3……,上式称为里德伯公式。

对于每一个m ,上式可构成一个光谱系: m=1,n=2,3,4……赖曼系(紫外区)m=2,n=3,4,5……巴尔末系(可见光区)m=3,n=4,5,6……帕邢系(红外区)m=4,n=5,6,7……布喇开系(远红外区)3.3.玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验,但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。

为此,1913年玻尔提出了开创性的三个假设:(1)定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量的状态中,在这些状态中原子是稳定,电子虽然绕原子核做圆周运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态。

(2)跃迁假设:电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道上时,会辐射或吸收一定频率的光子,能量由这两种定态的能量差来决定,即末初E E h -=ν(3)角动量量子化假设:电子绕核运动,其轨道半径不是任意的,只有电子的轨道角动量(轨道半径r 和电子动量mv 的乘积)满足下列条件的轨道才是可能的:π2h n r mv n n •= n =1,2,3……式中的n 是正整数,称为量子数。

4.4.玻尔理论在氢原子中的应用(1)(1)氢原子核外电子轨道的半径设电子处于第n 条轨道,轨道半径为r ,根据玻尔理论的角动量量子化假设得π2hn r mv n n •= n =1,2,3 (1)电子绕原子核作圆周运动时,由电子和原子核之间的库仑力来提供向心力,所以有220241n n n r e r mv ⋅=πε (2)由(1)(2)式可得 2220me n h r n πε= n =1,2,3……当n=1时,第一条轨道的半径为2201me h r πε==×10 –11m其他可能的轨道半径为 1r r n = ,4r 1 ,9r 1 , 16r 1 , 25r 1… (2)(2)氢原子的能级当电子在第n 条轨道上运动时,原子系统的总能量E 叫做第n 条轨道的能级,其数值等于电子绕核转动时的动能和电子与原子核的电势能的代数和E n =n r e mv 022421πε- (3) 由(2)式得n n r e mv 022821πε= (4)将(4)式代入(3)式得E n = 222048n h me ε- (5)这就是氢原子的能级公式当n=1时,第一条轨道的能级为E 1 =22048h me ε-= — 其他可能轨道的能级为E n =21n E =26.13n -eV n =2,3,4……由轨道的半径表达式可以看出,量子数n 越大,轨道的半径越大,能级越高。

n=1时能级最低,这时原子所处的状态称为基态,n=2,3,4,5……时原子所处的状态称为激发态。

(3)玻尔理论对氢光谱的解释由玻尔理论可知,氢原子中的电子从较高能级(设其量子数为n )向较低能级(设其量子数为m )跃迁时,它向外辐射的光子能量为νh ==-m n E E 22048h me ε-)11(22m n -辐射的光子频率为ν=32048h me ε-)11(22m n -将上式改写为c ν=c h me 32048ε)11(22n m -=λ1将上式和里德伯公式做比较得R =c h me 32048ε=×10 7 m –1这个数据和实验所得的数据×10 7m -1基本一致。

因此用玻尔理论能较好地解释氢原子的光谱规律,包括氢光谱的各种线系。

例如:赖曼系、巴尔末系、帕邢系、布喇开系等的规律。

当然,玻尔理论也有局限性,它在解释两个以上电子的比较复杂的原子光谱时遇到困难。

后来诞生了量子理论——量子力学,在量子力学中,玻尔理论中的电子轨道,只不过是电子出现机会最多的地方。

(四)原子的受激辐射——激光原子辐射有两种情形:(1)自发辐射:处于激发态E 2的原子,由于不稳定自发地跃迁到低能的E 1上,同时辐射光子。

光子的能量为νh =12E E -,普通的光源发光就属于这种辐射。

它辐射的光子彼此能独立,发射的方向和初相位都不相同,所以我们可以从各个方向看到它发出的光。

(2)受激辐射;当原子处于激发态E 2时恰好有能量为νh =12E E -的光子趋近它,原子就可能受到此外来光子的激励而跃迁到低能态E 1上,同时发射出一个和外来光子完全一样的光子。

激光就是由受激辐射产生的,一个入射光子由于引起受激辐射可以得到两个同样的光子,如果这两个光子在媒质中传播时再引起其他原子发生受激辐射,就会产生越来越多的相同的光子,使光得到加强,这就是激光,激光具有高单色性、高相干性、高亮度、而且方向性好。

一.二.原子核(一)(一)放射性元素的衰变一些不稳定的原子核会自发地转变成另一种原子核同时放出射线,通常有α射线、β射线和γ射线。

α射线是氦原子核组成的粒子流,β射线是高速的电子流,γ射线是波长很短的电磁波。

原子核由于放出某种粒子而转变成新核的过程叫衰变。

原子核是一个量子体系,核衰变是原子核自发产生的变化,是一个量子跃迁的过程,它服从量子力学的统计规律。

对任何一个放射性元素,它发生衰变的时刻是不可预告的,但对足够多的同一种放射性元素的集合,作为一个集体,它的衰变规律是则是十分精确的。

用N 0表示初始时的原子核数,经t 时间后衰变的原子核数为N ,则有N = N 0t e λ- (1)这就是放射性衰变服从的指数衰减规律,式中λ代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率,称为衰变常数。

放射性元素衰变有一定的速率,我们把放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫半衰期T 。

即当t = T 时,有20N N =,由(1)式可得T = λ=λ693.02ln 或者写为TtN N )21(0= 对某种确定的放射性元素,原子核发生衰变的时间有早也有晚,它们存在的时间不一样。

理论上常用平均寿命τ来表示放射性元素在衰变前的平均生存时间,放射性元素的平均寿命可表示为 T T 44.1693.01==λ=τ原子核放出射线后自身就发生衰变,在衰变过程中,质量数、电荷数、能量、动能是守恒的。

根据质量数和电荷数的守恒定律,可以判定衰变的产物;根据能量守恒定律,结合衰变前后粒子的质量,可以求出衰变过程中所放出的能量。

(二)原子核的结合能与质能方程核子在结合成原子核时,由于有强大的核力作用,必须释放一定的能量。

反之,将原子核分解成核子时,则要吸收同样多的能量,这个能量叫原子核的结合能。

由于核子结合成原子核时放出了结合能,因此核的质量跟组成它的核子的质量比较起来就要小一些,设由Z 个质子、N 个中子组成的原子核,其质量为M ,如果这Z 个质子,N 个中子是分散的,总质量应为Z m p + N m n ,则由分散到结合在一起质量相差MNm Zm m n p -+=∆这叫做原子核结合过程的质量亏损。

由爱因斯坦的相地论的质能方程有 ∆E = ∆m c 2这个方程表示物体的的能量增加∆E ,那么它的质量也相应地增加 ,反之亦然。

式中c 为真空中的光速。

所以在原子核结合过程中,质量亏损与能量变化的关系为∆E = ∆m c 2这就是原子核的结合能。

原子核的结合能与其核子数之比叫每个核子的平均结合能。

不同原子核的平均结合能不同,轻核和重核的平均结合能都较小,中等质量数的原子核,平均结合能较大,质量数为50—60的原子核平均结合能最大。

(三)核的裂变和聚变1.重核的核子平均结合能比中等质量的核的核子平均结合能小,因此重核分裂成中等质量的核时,会有一部分原子核结合能释放出来,这种核反应叫裂变,如铀核裂变。

当中子打击铀235后,应形成处于激发状态的复核,复核裂变为质量差不多相等的碎片,同时放出2—3个中子和原子核结合能23592U+10n →13954Xe +9538Sr + 210n + 200Mev这些中子如能再引起其它铀核裂变,就可使裂变反应不断地进行下去,这种反应叫链式反应,释放出大量的能量。

原子弹、原子反应堆等装置就是利用U 核裂变的原理制成的。

链式反应要不断进行下去的一个重要条件是每个核裂变时产生的中子数要在一个以上。

2.轻的原子核变成较重的原子核时,也会释放出更多的原子核结合能,这种轻核结合成质量较大的核叫做聚变。

如:21H+31H →42He + 10n + 使核发生聚变,必须使它们接近到10-15米。

一种办法是把核加热到很高温度,使核的热运动协能足够大,能够克服相互间的库仑斥力,在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度,因此,这种反应又叫做热核反应。

氢弹是根据聚变的原理制成的。

习题和答案1.一个电子,远离质子时速度为×106米/秒,为质子所捕获,放出一个光子而形成氢原子,若氢原子处于基态,求放出光子的频率为多少赫兹?2.在α粒子的散射实验中,设一个射在铜箔上的α粒子具有动能为。

如果有一铜原子核(Z=29)的位置恰好在α粒子的前进方向上,求α粒子所能到达的离铜原子核的最短距离?3.铀238的半衰期为×109年,铀235的半衰期为7×108年,目前矿石中两种元素的含量之比为150:1,如果地球形成时两种元素的含量相等,求地球的年龄。

4.已知氢原子核外电子轨道半径等于×10—10m ,试求电子沿这轨道作匀速圆周运动的线速度。

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