3-5物理原子物理部分知识点汇总

4.光谱分析：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫作光谱分析
18.4.玻尔的原子模型
1.原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）
a电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子（发现中子）：
⑷居里夫人发现正电子：
⑸轻核聚变：
⑹重核裂变：
2.熟记一些粒子的符号
α粒子（ ）、质子（ ）、中子（ ）、电子（ ）、氘核（ ）、氚核（ ）
3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。
19.5核力与结合能
1.核力
定义：原子核内核子之间的相互作用。
1、放射强度容易控制
2、可以制成各种需要的形状
3、半衰期更短
4、放射性废料容易处理
放射性同位素的应用：
①利用它的射线
A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制
18.2、粒子散射实验和原子核式结构模型
1.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：如右图。
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。
2.原子的核式结构模型：
综述：光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子还具有动量，两种效应深入地揭示了光具有粒子性。
17.3粒子的波动性
1.光的波粒二象性
2. 光既具有波动性，又具有粒子性。
能表明光具有波动性的现象有光的干涉、衍射等，能表明光具有粒子性的现象有光电效应、康普顿效应等。
3.粒子的波动性
法国物理学家德布罗意提出，实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应波相联系，且粒子的能量和动量跟它对应的波的频率和波长之间，也满足 这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。
4.普朗克的能量子假说
（1）能量量子化：宏观物体的能量是连续的，而普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，或说微观粒子的能量是分立的，即带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍。
（2）能量子：不可再分的最小能量值 叫做能量子，带电微粒在辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量为单位一份一份地辐射或吸收的，且 ，式中的 是电磁波的频率， 叫做普朗克常量，其值
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。
这些能量一部分用来克服金属的逸出功 ，剩下的表现为逸出后电子的初动能够 ，即：
注明：当光子的能量 刚好等于金属的逸出功 时，即 ，此时算出的频率
即为截止频率。
6.康普顿效应：在光的散射时，除了有与入射光波长相同的光，还有比入射光波长大的光（即频率比入射光小），这种现象称为康普顿效应。
解释：当光子进入到物体内部时，某些光子可能与物体内部的电子碰撞，使光子的能量减小，即光子频率减小（波长变大）。
存在截止频率
光电效应具有瞬时性。
从光照射到金属表面到其表面逸出光电子的时间一般不超过10-9S，即光电效应几乎是瞬时的。
4.爱因斯坦光电效应方程
5. 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为 的光的能量子能量为
这些能量子被称为光子。
爱因斯坦光电效应方程：在光电效应中，金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 ，
特点：
核力是强相互作用的一种，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。
核力是短程力。
核力的饱和性，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。
2.原子核中质子与中子的比例
自然界中，较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数要大于质子数。越重的元素，两者相差越大。（具体解释看课本80页中间部分）
放射性的防护：
⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄
⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里
⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源
补充：核反应方程
1.熟记一些实验事实的核反应方程式。
⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子：
⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：
α衰变：
β衰变：
②氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。
19章：原子核
19.1.原子核的组成
1.天然放射现象
（1）天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
17章：波粒二象性
准备知识
（1）各种常见电磁波频率从小到大（即波长从大到小）排列顺序为：
无线电波、红外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、紫外线、X射线、γ射线
（2）经典的粒子和经典的波
经典的粒小，在任意时刻有确定的位置的速度，在时空中有确定的轨道。
经典的波：
具有确定的频率和波长，具有时空的周期性
辐射伴随着 衰变和 衰变产生，这时放射性物质发出的射线中就会同时具有 、 和 三种射线。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
19.4放射性的应用与防护
1.放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
2.玻尔理论
上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：
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。
18.3.光谱
1.光谱定义：用光栅或棱镜把可见光按波长展开，获得光的波长(频率)成分和强度分布的记录，即光谱．
17.1能量量子化
1.热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。
2.黑体：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，如果一些物体能够完全吸收投射到其表面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。
3.黑体的辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度有关。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，辐射强度的极大值班向波长较短（即频率大）的方向移动。
用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如：图1
射 线 种 类
射 线 组 成
性 质
电 离 作 用
贯 穿 能 力
速度
射线
氦核组成的粒子流
很 强
很 弱
约1/10C
射线
高速电子流
较 强
较 强
0.99C
射线
高频光子
很 弱
很 强
C
3、原子核的组成
原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷 ，
即：
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素有以下特点：
一个最大值，然后电压再增大，电流也不会增大，这个最大电流叫饱和电流。
注明：入射光越强，则单位时间里的光子数越多，从K板中逸出的电子就越多，电荷量Q就越大，所以，饱和电流就越大。即光越强，饱和电流越大。
当A板接负极，K板接正极时，电子逸出后做减速运动，电路中存在遏止电压。
A极与K极间的电压增大，则电路中电流要减小,，当电压大到某一数值，电路中的电流会为0，此时，这个电压值叫做遏止电压。
2.光谱分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱．有的光谱看起来不是一条条分布的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫作连续谱．
3.特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征光谱．
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数
19.2原子核的衰变
⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒
衰 变 类 型
衰 变 方 程
衰 变 规 律
衰 变
新 核
衰 变
新 核
在 衰变中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个电子，即： .
①轨道量子化假设，玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不是任意的，只有半径符合一定的条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说，电子的轨道是量子化的，电子在这些轨道上绕核的转动的稳定的，不产生电磁辐射。