人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构
高中物理选修3-5原子结构知识点
第八章原子结构一、电子的发现：（一）电子的发现：1．电子是怎样发现的：汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。
汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。
当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。
2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。
①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。
②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。
（二）汤姆生的原子模型（枣糕模型）葡萄干面包模型二、原子的核式结构的发现（一）原子核式结构的发现：1．什么叫散射实验？用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。
2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心，②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。
3．α粒子散射装置①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。
②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。
③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）马斯登和盖革（卢瑟福的学生、助手）进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察（纯人工计数），这种观察是十分艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。
（1909年~~1911年两年的时间）。
选修3-5《原子结构》知识梳理
原子物理【知识建构】第三节 原子结构一、 考情分析二、考点知识梳理 （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______，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（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，________不发生偏转，仍沿原来的方向前进，_______发生较大的偏转，________偏转角超过900，有的甚至被_______，偏转角几乎达到______．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个______，叫做________，原子的__________和几乎_________都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里_________．原子核所带的单位正电荷数_______核外的电子数，所以整个原子是呈_______的．电子绕着核旋转所需的向心力就是_________________．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为___________ m，原子大小的数量级为__________ m。
（4）a粒子散射的简单解释。
①由于电子质量远远小于α粒子的质量（电子质量约为α粒子质量的１／7300），即使α粒子碰到电子，其运动方向也不会发生明显偏转，就象一颗飞行的子弹碰到尘埃一样，所以电子不可能使α粒子发生大角度散射。
而只能是因为原子中除电子外的带正电的物质的作用而引起的；②使α粒子发生大角度散射的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内是均均分布的，α粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不可能把α粒子反向弹回，这与α粒子散射实验的结果相矛盾，从而否定了汤姆生的原子模型。
③实验现象中，α粒子绝大多数不发生偏转，少数发生较大偏转，极少数偏转超过︒90，个别甚至被弹回，都说明了原子中绝大部分是空的，带正电的物质只能集中在一个很少的体积内（原子核）。
高二物理3-5知识点总结（3）
高二物理3-5知识点总结(3)高二物理3-5知识点3：原子结构一、原子核式结构模型1、电子的发现和汤姆生的原子模型：⑴电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。
电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、粒子散射实验和原子核结构模型⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的。
①装置：如下图②现象：a.绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b.有少数粒子发生较大角度的偏转。
c.有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。
⑵原子的核式结构模型：由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。
如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，粒了运动将不发生明显改变。
散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径约为10-15m，原子轨道半径约为10-10m。
⑶光谱①观察光谱的仪器，分光镜②光谱的分类，产生和特征发射光谱连续光谱产生特征由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的，一切波长的光组成明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成吸收光谱高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱③ 光谱分析：一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。
高中物理人教版选修3-5-知识点总结
选修3-5知识梳理一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ（一）量子论1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。
2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
4.量子论的意义①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。
③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。
量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
（二）黑体和黑体辐射1．热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
①.物体在任何温度下都会辐射能量。
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。
此时温度恒定不变。
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。
2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。
高中物理选修3-5原子结构知识点
第八章原子结构一、电子的发现：（一）电子的发现：1．电子是怎样发现的：汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。
汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。
当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。
2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。
①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。
②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。
（二）汤姆生的原子模型（枣糕模型）葡萄干面包模型二、原子的核式结构的发现（一）原子核式结构的发现：1．什么叫散射实验？用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。
2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心，②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。
3．α粒子散射装置①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。
②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。
③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）马斯登和盖革（卢瑟福的学生、助手）进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察（纯人工计数），这种观察是十分艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。
（1909年~~1911年两年的时间）。
选修3-5原子结构整章知识点
选修3—5第十八章原子结构第一节电子的发现第二节原子的核式结构模型第三节氢原子光谱第四节玻尔的原子模型二. 知识内容（一）1. 阴极射线：阴极射线的本质是带负电的粒子流，后来，组成阴极射线的粒子被称为电子。
2. 电子的发现：1897年英国的物理学家汤姆孙发现了电子，并求出了这种粒子的比荷。
（二）1. 汤姆孙的原子模型：原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
2. a粒子散射实验：（1）a粒子：a粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
（2）实验现象：绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数a粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
（3）卢瑟福核式结构模型：原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
按照卢瑟福的理论，正电体被称为原子核，卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型。
3. 原子核的电荷与尺度：（1）电荷：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。
（2）尺度：对于一般的原子核，核半径的数量级为10－16m，而整个原子半径的数量级是10－10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的。
（三）1. 光谱：（1）定义：把光按波长的大小分开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。
即光谱。
（2）分类：光谱分为线状谱和连续谱。
（3）特征：线状谱是一条条分立的亮线；连续谱是一条连续的光带。
2. 原子光谱：（1）定义：各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，把这些亮线称为原子的特征谱线。
（2）光谱分析：每种原子都有自己的特征谱线，我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。
3. 氢原子光谱：巴耳末公式：，式中R是里德伯常量，其值为R=1.10×l07m－1，n只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值。
人教版高二物理选修3-5 原子物理 知识归纳
光的粒子性
（一）.光电效应
1.定义：在光的照射下，物体发出电子的现象叫做光电效应，发出的的电子称为光电子。“光子找电子，一起生了个光电子” （1）光电效应实验规律：
a .光电效应实验规律探究装置（如上右图）
3.查德威克验证了其老师（卢瑟福）12 年前的猜想，发现这种不带电的粒子是电中性，质量几乎核质子相同。命名为中子 01n
基本关系：
核电荷数=质子数（ Z )=元素的原子序数=核外电子数 质量数（ A )=核子数=质子数+中子数
核子数：质子核中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数核中子数之和称为核子数。
波尔的原子模型
一．波尔原子模型三条假设：（特别重要）
1.能级定态假设。氢原子处于基态和激发态两种状态（其中基态为最低能级） 2.轨道量子化假设。轨道介于两个不同数值之间的某个值（轨道是一个范围，不能完全确定）
3.跃迁假设。在能级之间跃迁满足： h Em En 这一辐射公式。
二．能级和能级图：
1.能级：原子的可能状态是不不连续的，相对应的能量也是不连续的，这些能量称为能级。
二．光谱分析
1.每一种原子都有一定特征的线状谱。 2.在各种原子的吸收谱中，每一条明线都与原子发出的某种吸收光的频率相对应。——一条明线谱对一种频率的光。 3.由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质或确定它的化学组成，这种方法称为光谱分析。
三．氢原子光谱 1.在充满稀薄氢气的放电管两级间加上 2 ~ 3kV 的高压，使氢气放电，让其在电场中发光。通过分光镜观察氢原子光谱。
1.
粒子守库仑力作用：
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。
单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。
人教版高中物理选修3-5知识点总结
人教版高中物理选修3-5知识点总结是指当光照射到金属表面时，金属中的电子被激发而飞出金属表面的现象。
2、光电效应的实验结果①当光的频率小于一定值时，无论光的强度多大，都无法使金属发生光电效应，这个频率称为截止频率。
②当光的频率大于截止频率时，光电效应才会发生。
此时，光电子的最大动能只与光子的频率有关，而与光的强度无关。
3、光子说光子说是基于量子论的，它认为光是由一些能量量子组成的，这些能量量子就是光子。
光子的能量与光的频率成正比，而与光的强度无关。
4、光电效应方程光电效应方程描述了光电效应中光子的能量和光电子的最大动能之间的关系。
它可以表示为：Kmax=hv-φ其中，Kmax表示光电子的最大动能，h为普朗克常数，v为光的频率，φ为金属的逸出功。
光电效应是指在光的照射下，物体会发射出电子的现象。
这个现象发生的前提是入射光的频率必须大于金属的极限频率。
随着入射光频率的增大，光电子的最大初动能也会增大。
同时，大于极限频率的光照射金属时，光电流强度与入射光强度成正比。
需要注意的是，金属受到光照后，光电子的发射一般不超过10^-9秒。
波动说认为光的能量与光的频率无关，而是由光波的振幅决定的。
因此，波动说对解释光电效应的①②④三个实验规律都遇到了困难。
量子论是指电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的。
每一份电磁波的能量可以表示为E=hv，其中h为普郎克恒量。
光子论是指空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的。
每一份光子具有的能量与光的频率成正比，可以表示为E=hv。
光子论解释了光电效应的原理。
当金属中的自由电子获得光子后，其动能会增大。
当其功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面。
入射光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量也会越大，飞出时最大初功能也会越大。
康普顿效应是指光子和电子作弹性碰撞的结果。
当光子和外层电子相碰撞时，光子的能量会传递给电子，散射光的波长会变大。
当光子和束缚很紧的内层电子相碰撞时，光子将与整个原子交换能量，波长不变。
最新人教版高中物理选修3-5第十八章原子结构整合
-9-
1.1 DNA重组技术的基本工具
专题一 专题二
首 页
随堂练习 S专题归纳 知识网络 J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
UITANG LIANXI
B.正电荷在原子内是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中 解析:卢瑟福 α 粒子散射实验中使卢瑟福惊奇的就是 α 粒子发生了较 大角度的偏转,这是由于 α 粒子带正电,而原子核极小,且原子核带正电,选项 A 正确,选项 B 错误;α 粒子能接近原子核的机会很小,大多数 α 粒子都从核 外的空间穿过,而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样,运动方向不会发生 改变。选项 C、D 的说法没错,但与题意不符。 答案:A
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
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(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态。 (2)横线左端的数字“1,2,3,…”表示量子数,右端的数字“-13.6,-3.4,…”表 示氢原子的能级。 (3)相邻横线间的距离,表示相邻的能级差,量子数越大,相邻的能级差 越小。 (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁,原子跃迁条件 为 :hν=Em-En。
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1.1 DNA重组技术的基本工具
专题一 专题二
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ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
UITANG LIANXI
【例题 1】 在卢瑟福 α 粒子散射实验中,有少数 α 粒子发生大角度偏 转,其原因是( )
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
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2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
4.量子论的意义①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。
③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。
量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
（二）黑体和黑体辐射1．热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
①.物体在任何温度下都会辐射能量。
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
人教版高二物理选修3-5 第十八章 原子结构基础知识梳理
第十八章原子结构18.1 电子的发现一、阴极射线1.辉光放电现象(1)放电管中若有稀薄气体,在放电管两极加上高电压可看到辉光放电现象。
但若管内气体非常稀薄即接近真空时,不能使气体电离发光,辉光放电现象消失。
(2)辉光放电的应用:如利用其发光效应制成的霓虹灯、日光灯,以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的氖稳压管。
2.阴极射线的产生在研究0.1Pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两极,当两极间加一定电压时,阴极便发出一种射线,这种射线能使玻璃管壁发出荧光,称为阴极射线。
在稀薄气体的辉光放电实验中,若不断地抽出管中的气体,当管中的气压降到0.1Pa的时候,管内已接近真空,不能使气体电离发光,这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光,如果在管中放一个十字形金属片,荧光中会出现十字形阴影,如图所示：3.阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播;(2)碰到荧光物质能使其发光;(3)本质上是高速电子流。
二、电子的发现1.汤姆孙对阴极射线的研究从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究。
为了研究阴极射线的带电性质,他设计了如图所示的装置,从阴极K发出的带电粒子通过阳极A和小孔O形成一束细射线，它穿过两片平行的金属板P、P’,到达右端带有标尺的荧光屏上.通过射线产生的荧光位置断定,它的本质是带负电粒子流。
2.发现电子的意义以前人们认为物质由分子组成,分子由原子组成,原子是不可再分的最小微粒,现在人们发现了各种物质里都有电子,而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多,这说明电子是原子的组成部分.电子是带负电的,而原子是电中性的,可见原子内还有带正电的物质,这些带正电的物质和带负电的电子是如何构成原子的呢?电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情,拉开了人们研究原子结构的序幕。
三、密立根“油滴实验”1.密立根实验的原理(1)如图所示,两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接,使A板带正电,B板带负电.从喷雾器嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场E中。
人教版高中物理选修3-5第18章《原子结构》知识点总结
第十八章：原子结构一、研究进程汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型）二、α 粒子散射实验a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏b 、实验的结果：绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进，少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，甚至超过了90o 。
C 、卢瑟福核式结构模型内容：①在原子的中心有一个很小的原子核，②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里，③带负电的电子在核外空间里旋转。
原子直径的数量级为m 1010-，而原子核直径的数量级约为m 1015-。
c 、卢瑟福对实验结果的解释电子对α粒子的作用忽略不计。
因为原子核很小，大部分α粒子穿过原子时离原子核很远，受到较小的库仑斥力，运动几乎不改变方向。
极少数α粒子穿过原子时离原子核很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射。
d 、核式结构的不足认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。
三、氢原子光谱1、公式：)11(122n m R -=λ m=1、2、3……，对于每个m ，n=m+1,m+2,m+3…… m=2时，对应巴尔末系，其中有四条可见光，一条红色光、一条是蓝靛光、 另外两条是紫光。
2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱，比如霓虹灯发光。
3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。
吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱）4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。
（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些）5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。
6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。
三、波尔模型1、电子轨道量子化r=n 2r 1 ， r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。
电子绕核旋转可能的轨道是分立的。
人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第十九章原子核知识点[知识点总结]2
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选修3-5知识点 第十九章原子核19.1原子核的组成 一、天然放射现象1、 物质发射射线的性质称为放射性，它可以穿透黑纸使照相底片感光2、 具有放射性的元素称为放射性元素。
3、 放射性的元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。
、射线到底是什么1、三种射线分别叫做带正电荷a 射线、带负电荷B 射线和不带电丫射线。
a 射线的穿透能力最弱，丫射线的穿透能力最强。
a 射线是咼速粒子流，粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子的4倍,电子质量的7300倍，实际上就是氦原子核中子n ：不带电，质量与质子相等。
核子：质子和中子组成的原子核。
① 核电荷数Z= 质子数=原子序数二荷外电子数② 质量数A=核子数=质子数+中子数 例如：23592U ――铀原子核：有92个质子，143个中子。
质量数为235。
5、同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核、在元素周期表中处于同一位置。
2、 3、 4、B 射线是高速电子流。
丫射线是能量很高的电磁波。
5、 a 射线，B 射线都是咼速运动的粒子， 能量很高，丫射线是波长很短的光子，能 6、 量也很高。
三、原子核的组成1、 质子p ：它是氢原子核，带正电，电量与电子相等。
1^=1.6726231x10^^3、4、 原子核中的两个等式：2、6、几种常用的原子核的表示19.2放射性元素的衰变一、原子核的衰变原子核放出a或B粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
-1、a衰变：原子核放出a粒子的衰变，以a射线形式释放a粒子。
①原子核衰变• 一一时电荷数和质量数都守恒即方程两边：上标相加左右相等，下标相加左右也相等。
②a衰变：原子核内少两个质子和两个中子2、B衰变：原子核放出B粒子的衰变，以B射线形式释放B粒子。
A Y+丁-产0①电子的质量数为0、电荷数为-1，可以把电子表示为0-i e②B衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子。
精品】高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)
精品】高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)高中物理原子与原子核知识点总结虽然原子、原子核这一章不是重点，但是高考选择题也会涉及到。
只要记住模型和方程式，就不会在做题上出错。
下面总结的内容希望对同学们有所帮助。
一、波粒二象性1.光电效应的研究思路1)两条线索：h为普朗克常数h=6.63×10J·S，ν为光子频率。
2)三个关系：①爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W。
②光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止电压。
③光电效应方程中的W为逸出功，它与极限频率νc的关系是W=hνc。
2.波粒二象性波动性和粒子性的对立与统一。
1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。
2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。
3)光子说并未否定波动说，E=hν=C/λ。
4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。
3.物质波1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。
2)物质波的波长：λ=h/p，h是普朗克常量。
二、原子核结构1.电子的发现1897年，英国物理学家XXX通过对阴极射线的研究发现了电子。
电子的发现证明了原子是可再分的。
2.XXX的核式结构模型XXX根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，XXX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。
人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子核的基础知识
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子核的基础知识【学习目标】1．知道什么是天然放射性及其规律和发现的意义；2．知道三种射线的本质和区分方法；3．了解质子和中子的发现；4．知道原子核是由质子和中子组成的，掌握原子序数、核电荷数、质量数之间的关系；5．知道α和β衰变的规律及实质；6．理解半衰期的概念；7．学会利用半衰期解决相关问题；8．了解探测射线的仪器及原理；9．了解探测射线的方法；10．了解原子核人工转变及人工放射性同位素；11．了解放射性的应用；12．了解放射性同位素的应用．【要点梳理】要点一、原子核的组成1．天然放射现象——贝克勒尔的发现1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能发出一种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸而使照相底片感光．这种元素白发地放出射线的现象叫天然放射现象。
物质发射看不见的射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素．研究发现，自然界中原子序数大于或等于83的所有元素，都能、自发地放出射线；原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．后来居里夫人发现了两种放射性很强的元素——钋和镭．虽然具有天然放射性的元素的种类很多。
但它们在地球上的含量很少．2．对放射线的研究（1）研究方法：让放射线通过电场或磁场来研究其性质．把样品放在铅块的窄孔中，在孔的对面放着照相底片，在没有电场和磁场时，发现在底片上正对孔的位置感光了．若在铅块和底片之间放一对电极或加上磁场，使电场方向或磁场方向跟射线方向垂直，结果在底片上有三个地方感光了，说明在电场或磁场作用下，射线分为三束，表明这些射线中有的带电，有的不带电，如图甲和乙所示．从感光位置知道，带正电的射线偏转较小，这种射线叫α射线；带负电的射线偏转较大，这种射线叫β射线；不偏转的射线叫γ射线．（2）各种射线的性质、特征①α射线：卢瑟福经研究发现，α射线粒子带有两个单位正电荷，质量数为4，即α粒子是氦核，速度约是光速的l 10／，有较大的动能．特征：贯穿本领小，电离作用强，能使沿途中的空气电离．②β射线：贝克勒尔证实，β射线是电子流，其速度可达光速的99％．特征：贯穿本领大，能穿透黑纸，甚至穿透几毫米厚的铝板，但电离作用较弱．③γ射线是一种波长很短的电磁波——光子流，是能量很高的电磁波，波长1010m λ－＜．特征：贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板．电离作用最弱．3．天然放射现象的意义天然放射现象说明原子核是有内部结构的．元素的放射性不受单质和化合物存在形式的影响．化学反应决定于核外的电子，能量有限，不可能放出α粒子，也不可能放出高速的电子和γ光子来，因此三种射线只能是从原子核内放出的．说明原子核是有复杂结构的．4．原子核的组成卢瑟福建立了原子的核式结构模型，知道核外有带负电的电子，原子核内有带正电的物质，那么，原子核内的构成又是怎样的呢？（1）质子的发现．1919年，卢瑟福又用α粒子轰击氮核，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子．符号p 或11H ．以后又从氟、钠、铝等原子核中打出了质子，所以断定质子是原子核的组成部分．一开始，人们以为原子核只是由质子组成的．但是，这不能正确地解释原子核的质量和原子核所带的电荷量．如果原子核只是由质子组成的，那么，某种原子核的质量跟质子质量之比，应该等于这种原子核的电荷跟质子电荷之比．实际上，绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷跟质子电荷之比（2）中子的发现．卢瑟福发现质子后，预言核内还有一种不带电的粒子，并给这种还未“出生”的粒子起了一个名字叫“中子”．卢瑟福的预言十年后就变成了现实，他的学生查德威克用实验证明了原子核内含有中子，中子的质量非常接近于质子的质量（用α粒子轰击铍原子核实验）．（3）原子核的组成．原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称核子．原子核所带电荷都是质子电荷的整数倍，用Z 表示，叫做原子核的质子数，或叫核电荷数．原子核的质量是核内质子和中子质量的总和．由于质子和中子质量几乎相等，所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍，用这个整数代表原子核的质量，叫做原子核的质量数，用A 表示，原子核的符号可以表示为X A Z ．其中X 为元素符号，A 为原子核的质量数，Z 为核电荷数，例如氦核，可表示为42He ．表示氦核的质量数为4，电荷数为2，核内有2个质子和2个中子．238 92U 代表铀核，质量数为238，电荷数为92，质子数为92，中子数为146，有时也可写为238U 或简称为铀238．5．同位素原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的原子质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同．定义：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位素．例如氢的三种同位素：氕（11H ）、氘（21H ）、氚（31H ）．要点二、放射性元素的衰变1．原子核的衰变天然放射现象说明原子核具有复杂的结构．原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有β粒子或β粒子（β粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在），放出后“就变成新的原子核”，这种变化称为原子核的衰变．（1）衰变规律：原子核衰变时，前后的电荷数和质量数都守恒．（2）衰变方程：α衰变：4422X Y He AA Z Z --→+， β衰变：011X Y e AA Z Z +-→+．（3）两个重要的衰变：238234492902U Th He →+，234234090911Th Pa e -→+． ①核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化（质量亏损）而释放出核能．②当放射性物质发生连续衰变时，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．（4）α粒子和β粒子衰变的实质要点诠释：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的仪衰变现象．原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变．α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．当发生α衰变时，原子核中的质子数减2，中子数也减2，因此新原子核的核电荷数比未发生衰变时的原子核的核电荷数少2，为此在元素周期表中的位置向前移动两位．β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子，即β粒子放射出去，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加．但β衰变不改变原子核的质量数，所以发生β衰变后，新原子核比原来的原子核在周期表中的位置向后移动一位．γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置．但γ射线是伴随α或β衰变而生，它并不能独立发生，所以，只要有γ射线必有α衰变或β衰变发生．因此从整个衰变过程来看，元素在周期表中的位置可能要发生改变．2．半衰期放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡222经α衰变后变成钋218，发现经过3.8天后，有一半氡发生了衰变，再经过3.8天后，只剩下四分之一的氡，再经3.8天后，剩下的氡为原来的八分之一；镭226变为氡222的半衰期是1620年．不同元素的半衰期是不一样的．要点诠释：（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫这种元素的半衰期．半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量；不同的放射性元素，其半衰期不同，有的差别很大．（2）公式：用T 表示半衰期，0m 与0N 表示衰变前的质量和原子核数，m 和N 表示衰变后的质量和原子核数，n 表示半衰期数，则0022t T n m m m -==⋅， 0022t TtT N N N -==⋅． （3）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部的因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关．（4）规律理解：半衰期是个统计概念，只对大量原子核有意义，对少数原子核是没有意义的．某一个原子核何时发生衰变，是不可知的．若样品中有四个原子核，它们的半衰期为10天，10天后是否有两个原子核发生了衰变是无法确定的．3．核反应方程的配平及α、β衰变次数的确定方法（1）核反应方程中有两个守恒规律：质量数守恒，电荷数守恒．（2）确定衰变次数的原理是两个守恒规律．方法是：设放射性元素X A Z 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素''Y A Z ，则表示该核反应的方程为：'40'21X Y He e AA Z z n m -→++． 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：4A A n =+＇， 2Z Z n m =+＇－． 以上两式联立解得：'4A A n -=， ''2A A m Z Z -=+-． 由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组．（3）技巧上，为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定仪衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．（4）几点说明：①核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程式只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．②核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写核反应方程． ③核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化（质量亏损）而释放出核能．④当放射性物质发生连续衰变时，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．要点三、探测射线的方法1．威耳逊云室（1）构造：主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器，它的下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹，云室里面有干净的空气．如图所示．（2）原理：把一小块放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从窗口射入），先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态．这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心，凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹．这种云室是英国物理学家威耳逊于1912年发明的，故叫威耳逊云室．（3）放射线在云室中的径迹．① 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向．由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．②β粒子的质量小，跟气体分子碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲．③γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹．④根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的正负．2．气泡室气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体（如液态氢）．控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点．当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成，从而显示射线径迹．3．盖革—米勒计数器（1）构造：主要部分是盖革管，外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝．管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气，如图所示．（2）原理：在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压．当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生电子……这样，一个射线粒子进人管中后可以产生大量电子，这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中产生了一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．（3）优缺点．优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的．缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，而不能区分射线的种类．如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔很短（少于200 ms ）时，也不能计数．4．乳胶照相放射线能够使照相底片感光．放射线中的粒子经过照相底片上的乳胶时，使乳胶中的溴化银分解，经显影后，就有一连串的黑点示出粒子的径迹．要点四、放射性的应用与防护1．人工放射性同位素1932年，约里奥·居里和玛丽·居里用α粒子轰击铍、铝、硼等元素，发现了前所未见的穿透性强的辐射，后经查德威克的研究，确定为中子流．1934年，他们用α粒子轰击铝、硼时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子．正电子是科学家在1923年发现的，它带一个单位正电荷，质量跟电子质量相同．若拿走α粒子放射源，铝箔不再发射中子，但仍不断地发射正电子，而且这种放射性跟天然放射性具有相同的性质和规律，也有半衰期．经进一步研究发现：铝核被α粒子击中后发生了如下一系列核变化．274301132150Al He P n +→+．这一反应生成的磷30是磷的一种同位素，具有放射性，它像天然放射性元素一样发生衰变，它衰变时放出正电子，衰变方程如下：3030015141P Si e →+．这种具有放射性的同位素叫放射性同位素，这是人类第一次得到的人工放射性物质，由于这一重大发现，约里奥·居里夫妇于1935年获诺贝尔奖．后来人们用质子、氘核、中子、γ射线等轰击原子核，也得到了放射性同位素．天然存在的放射性元素只有四十多种，但用人工方法得到的放射性同位素有一千多种，因而使放射性同位素具有广泛的应用．2．放射性同位素的应用（1）利用它放射出的射线．①利用γ射线的贯穿本领．利用钴60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤．利用γ射线可以检查30 cm 厚的钢铁部件．利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程．②利用射线的电离作用．放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害． ③利用γ射线对生物组织的物理、化学效应使种子发生变异，培育优良品种．④利用放射线的能量，轰击原子核实现原子核的人工转变．⑤在医疗上，常用以控制病变组织的扩大．（2）作为示踪原子．把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的．我们把用作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．示踪原子有极为广泛的应用：①在工业上可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况．②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间．③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围．④在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明了生命活动的物质基础起了极其重要的作用．使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、细胞膜受体、-逆转录等，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径．RNA DNA例如：在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料．利用示踪原子还可以检查输油管道上的漏油位置，在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要的作用．3．放射性的污染和防护放射线在我们的生活中无处不在．在合理应用放射性的同时，又要警惕它的危害，进行必要的防护．过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然产生破坏作用．图示是世界通用的辐射警示标志．（1）放射性污染．过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用．几件需要记住的放射性污染是：①1945年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子弹，当日炸死了十多万人，另有无数的平民受到辐射后患有各种疾病，使无辜的平民痛不欲生．②1987年前苏联切尔诺贝利核电站的泄露造成了大量人员的伤亡，至今大片领土仍是生物活动的禁区．③美国在近几年的两次地区冲突（海湾地区、科索沃地区）中大量使用了含有放射性的贫铀弹，使许多人患有莫名其妙的疾病．【典型例题】类型一、原子核的组成例1天然放射现象的发现揭示了（）．A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成【思路点拨】汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构的；天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分；卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用仪粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的．【答案】C【解析】本题涉及物理学史的一些知识．汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构的；天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分；卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用仪粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的．所以正确选项为C ．【总结升华】要了解一些科学的史实，了解人类对物质结构及物质运动规律的认识过程．正是这些伟大的发现才使我们逐步认识了我们所生存的世界．举一反三:【变式】将αβγ、、三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是（ ）．【答案】A 、D【解析】已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A 、B 、C 、D 四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断． 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径mv r Bq=，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为 40.11371.71/18400.992q r m v c r m v q c βαααβββα=⋅⋅=⨯⨯≈． 由此可见，A 项正确，B 项错误．带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为0v ，垂直电场线方向位移为x ，沿电场线方向位移为y ，则有0x v t =，212qE y t m=⋅， 消去t 可得2202qEx y mv =． 对某一确定的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为22221/1840(0.99)114(0.1)237.5m v y q c y q m v c ββααββαα=⋅⋅=⨯⨯=， 由此可见，C 项错误，D 项正确．【总结升华】明确α射线、β射线及γ射线的本质特征，并能准确判断它们在电场和磁场中的受力情况．例2下列说法正确的是（ ）．A ．23490Th 为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234B ．94Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C ．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D ．同一元素的两种同位素具有不同的中子数【答案】D【解析】A 项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A 错；B 项的铍核的质子数为4，中子数为5，所以B 错；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C 错，D 对．【总结升华】明确核子数、原子数、核外电子数及中子数的相互关系，是正确解答此类问题的关键．举一反三:【变式】已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226，试问：（1）镭核中有几个质子？几个中子？（2）镭核所带的电荷量是多少？（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？（4）22888Ra 是镭的一种同位素，让22688Ra 和22888Ra 以相同速度垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？【答案】见解析。
人教版高中物理选修3-5：知识点归纳(图文并茂)
人教版高中物理选修3-5：知识点归纳(图文并茂)一、量子理论的建立——黑体和黑体辐射黑体是指某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射的物体。
而黑体辐射的规律是：温度越高，各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
XXX的能量子理论很好地解释了这一现象。
1900年，德国物理学家XXX提出了振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子，h为普朗克常数（6.63×10^-34 XXX）。
二、光电效应——光子说和光电效应方程光电效应表明光子具有能量。
光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。
在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。
光电效应的研究结果表明：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②存在遏止电压：当所加电压U为时，电流I 并不为0.只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成使电子减速的电场，电流才可能为0.使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压Ek=eUc。
遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应，v=c/w；④光电效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10^-9 s。
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，才能产生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大；③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10^-9 s；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
需要理清光电效应的实质（单个光子与单个电子间相互作用产生的）、光电子的最大初动能的来源（金属表面的自由电子吸收光子后克服逸出功逸出后具有的动能）、入射光强度与光电流的关系（当入射光的频率大于极限频率时光电流与入射光的强度成正比）。
高中物理选修3-5原子物理部分知识总结
4、存在这遏止电压 U c 和截止频率 v 。
2＝高中物理选修 3-5 原子物理部分总结章节名称 定义（内容）热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关。
黑体与黑体辐射黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
补充第一节能量量子化黑体辐射的实验规律黑体辐射公式（辐射强度按波长分布的理论公式）随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移 动。
维恩公式：短波区与实验非常接近，长波区则与实验偏离很大。
（德国物理学家维恩 1896 年提出）瑞利公式（瑞利—金斯公式）：长波区与实验基本一致，短波区与实验严重不符，不但不符，而且当波长趋于零 时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬的。
由于波 长很小的辐射处于紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时被称为紫外第 十 七 章波 粒 二 象 性灾难。
（英国物理学家瑞利 1900 年提出，被金斯修正）不可再分的最小能量值ε 叫做能量子。
为了得出同实验能量子 相符得黑体辐射公式，德国物理学家普朗克于 1900 年底提出，于 1918 年因此获得诺贝尔物理学奖。
1、照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常被称为光电子。
2、存在着饱和电流。
3、入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
ε = hvh =6.626×10-34J·sε 单位：J v 单位：s -1第二节光的粒光电效应的实验规律c5、光电子的能量只与入射光的频率有关。
1m υ eU2 e cc子性6、当入射光的频率减小到某一数值 v 时，即使不施加c反向电压也没有光电流，这表面已经没有光电子了，v称为截止频率。
7、入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。
c8、光电效应具有瞬时性，产生电流的时间不超过10-9s。
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．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）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．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粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．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．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。
这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为221112122eL U d at mv b==．离开电场时竖直向上的分速度为11eLU v at mvb⊥==． 电子离开电场后做匀速直线运动，经2t 时间到达荧光屏22L t v=． 2t 时间内向上运动的距离为12222eUL L d v t mv b⊥==．这样，电子向上的总偏转距离为1121222L eU d d d L L mv b ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭， 可解得2121(/2)e Udm B bL L L =+． 【总结升华】 要分析清楚带电粒子在电场和磁场中的运动情况． 举一反三【变式】(2015 安徽二模)如图所示，一种射线管由平行金属板A 、B 和平行于金属板的细管C 组成，放射源O 在A 极板的左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m 、电荷量为e 的电子，若极板长为L ，间距为d ，当A 、B 板加上电压U 时，只有某一速度的电子能从细管C 水平射出，细管C 离两板等距，则从放射源O 发射出的电子这一速度为（ ）A L eU d mB 2L eU d mC ．221(d )eU L dm + D 221(d )2eU L d m+【答案】C【思路点拨】当A 、B 加上电压U 时，只有某一速度的电子能从细管C 中水平射出，逆过来看，该粒子做类平抛运动，通过类平抛运动的规律求出粒子的末速度，即为放射源O 发射出的电子的速度。