资源描述
第十三讲原子和原子核第十三讲原子和原子核重点知识归纳重点知识归纳一、原子结构模型一、原子结构模型项目项目内容内容汤姆生汤姆生模型模型实验基础实验基础,电子的发现电子的发现内容内容:原子是一个球体原子是一个球体,正电荷均匀分正电荷均匀分布在整个球内布在整个球内,电子像枣糕里的枣子电子像枣糕里的枣子样镶嵌在原子里面样镶嵌在原子里面项目项目内容内容核式核式结构结构实验基础：实验基础：粒子散射实验粒子散射实验内容内容:(1)原子的中心有一个很小的核原子的中心有一个很小的核,它集中了全部正电荷和几乎所有质量它集中了全部正电荷和几乎所有质量;(2)电子绕核运动电子绕核运动项目项目内容内容玻尔玻尔模型模型轨道量子化轨道量子化:核外电子只能在一些分立的核外电子只能在一些分立的轨道上运动轨道上运动,rnn2r1(n1、2、3)能量量子化能量量子化:原子只能处于一系列不连续原子只能处于一系列不连续的能量状态中的能量状态中,En E1(n1、2、3)跃迁跃迁:原子从一个定态跃迁至另一个定态原子从一个定态跃迁至另一个定态时辐射或吸收能量时辐射或吸收能量,hEmEn特别提醒特别提醒:(1)原子的跃过条件原子的跃过条件:hE初初E终终只适只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况迁的情况(2)至于实物粒子和原子碰撞情况至于实物粒子和原子碰撞情况,由于实物粒子由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.二、原子核的变化二、原子核的变化1几种变化方式的比较几种变化方式的比较项目项目内容内容衰变衰变衰变衰变:放出放出粒子粒子,是速度约为是速度约为0.1c的氦的氦核核,贯穿本领最弱贯穿本领最弱,电离作用最强电离作用最强衰变衰变:放出放出粒子粒子,是速度约为是速度约为0.99c的的电子电子,贯穿本领较强贯穿本领较强,电离作用较弱电离作用较弱2.各种放射线性质的比较各种放射线性质的比较3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较三种射线在电磁场中的偏转情况比较图图131如图如图131所示，在匀强磁场和匀强电场中都所示，在匀强磁场和匀强电场中都是是比比的偏转大，的偏转大，不偏转；区别是：在磁场不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线如图线如图131丙图中丙图中肯定打在肯定打在O点；如果点；如果也打在也打在O点，则点，则必打在必打在O点下方；如果点下方；如果也打也打在在O点，则点，则必打在必打在O点下方点下方三、核力与质能方程的理解三、核力与质能方程的理解1核力的特点核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力范围内，核力远大于库仑力(2)核力是短程力核力是短程力,作用范围在作用范围在1.51015 m之内之内.(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种这种性质称为核力的饱和性性质称为核力的饱和性.2质能方程质能方程Emc2的理解的理解(1)质量数与质量是两个不同的概念质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质核反应中质量数、电荷数都守恒量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏但核反应中依然有质量亏损损.(2)核反应中的质量亏损核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失并不是这部分质量消失或质量转化为能量或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的质量亏损也不是核子个数的减少减少,核反应中核子的个数是不变的核反应中核子的个数是不变的.(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去亏损的质量以能量的形式辐射出去特别提醒：特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即于质量亏损的多少，即Emc2.热点题型示例热点题型示例能级跃迁的分析与计算能级跃迁的分析与计算2受激跃迁：低能级受激跃迁：低能级高能级，吸收能量高能级，吸收能量(1)光照光照(吸收光子吸收光子)：光子的能量必恰等于能：光子的能量必恰等于能级差级差hE.(2)碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可等于能级差即可E外外E.(3)大于电离能的光子可被吸收将原子电离大于电离能的光子可被吸收将原子电离 (2010年高考重庆理综卷年高考重庆理综卷)氢原子部分能级氢原子部分能级的示意图如图的示意图如图132所示不同色光的光子能量所示不同色光的光子能量如下表所示如下表所示.例例1处于某激发态的氢原子处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可发射的光的谱线在可见光范围内仅有见光范围内仅有2条条,其颜色分别为其颜色分别为()A红、蓝红、蓝靛靛B黄、绿黄、绿C红、紫红、紫D蓝蓝靛、紫靛、紫图图132【解析解析】由题表可知处于可见光范围的光由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为子的能量范围为1.61 eV3.10 eV,处于某激处于某激发态的氢原子能级跃迁时发态的氢原子能级跃迁时:E3E2(3.401.51) eV1.89 eV,此范围为红光此范围为红光.E4E2(3.400.85) eV2.55 eV,此范围为蓝此范围为蓝靛靛光光,故本题正确选项为故本题正确选项为A.【答案答案】A强化训练强化训练1(2011年高考四川卷年高考四川卷)氢原子从能级氢原子从能级m跃迁到能级跃迁到能级n时辐射红光的频率为时辐射红光的频率为1,从能级从能级n跃迁到能级跃迁到能级k时吸收紫光的频率为时吸收紫光的频率为2,已知普朗克已知普朗克常量为常量为h,若氢原子从能级若氢原子从能级R跃迁到能级跃迁到能级m,则则()A吸收光子的能量为吸收光子的能量为h1h2B辐射光子的能量为辐射光子的能量为h1h2C吸收光子的能量为吸收光子的能量为h2h1D辐射光子的能量为辐射光子的能量为h2h1解析解析:选选D.氢原子从能级氢原子从能级m跃迁到能级跃迁到能级n时辐射红时辐射红光光,说明能级说明能级m高于能级高于能级n,而从能级而从能级n跃迁到能级跃迁到能级k时吸收紫光时吸收紫光,说明能级说明能级k也比能级也比能级n高高,而紫光的而紫光的频率频率2大于红光的频率大于红光的频率1,所以所以h2h1,因此能级因此能级k比能级比能级m高高,所以若氢原子从能级所以若氢原子从能级k跃迁到能级跃迁到能级m,应辐射光子应辐射光子,且光子能量应为且光子能量应为h2h1.故选项故选项D正确正确.核能的计算核能的计算1书写核反应方程的注意事项书写核反应方程的注意事项(1)书写核反应方程时要以事实为依据书写核反应方程时要以事实为依据(2)核反应通常不可逆核反应通常不可逆,方程中要用方程中要用“”“”连接连接,不能用不能用“”连接连接.(3)质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等量相等.(4)无光子辐射时，核反应中释放的核能转化为无光子辐射时，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能，在此情况下可应用生成的新核和新粒子的动能，在此情况下可应用力学规律力学规律(动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒)来计算核能来计算核能2核能计算：核能计算：Emc2(1)若若m以以kg为单位，则为单位，则Emc2.(2)若若m以原子质量以原子质量u为单位，则为单位，则Em931.5 MeV. (8分分)(2011年山东济南模拟年山东济南模拟)2010年上海年上海世博会倡导世博会倡导“绿色世博绿色世博”和和“低碳世博低碳世博”的理念的理念,世博会中国主题馆世博会中国主题馆“东方之冠东方之冠”高大高大68米的屋米的屋顶台上顶台上“镶嵌镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组有与建筑相融合的太阳能光伏组件件,屋面太阳能板面积达屋面太阳能板面积达3万多平方米万多平方米,是目前世是目前世界最大的单体面积太阳能屋面界最大的单体面积太阳能屋面,上海世博会场馆上海世博会场馆周围周围80%90%的路灯利用太阳能发电技术来供的路灯利用太阳能发电技术来供电电.例例2强化训练强化训练2(改编题改编题)有关研究表明，宇宙中有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的天文学家由恒星内部的氢核聚变反应生成的天文学家测得银河系中氦的含量约为测得银河系中氦的含量约为25%.(3)根据你的估算结果根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成对银河系中氦的主要生成途径作出判断途径作出判断(可能用到的数据可能用到的数据:银河系的质量约为银河系的质量约为M31041 kg,原子质量单位原子质量单位1 u1.661027 kg,1 u相当于相当于1.51010 J的能量的能量,电子质量电子质量me0.0005 u,氦核氦核质量质量m4.0026 u,氢核质量氢核质量mp1.0078 u,中微子中微子0质量为零质量为零)(3)由估算结果可知，由估算结果可知，k2%远小于远小于25%的实际的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的生成的知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放
展开阅读全文