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：E

1

②

③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=0.31

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=－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..