高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第三節(jié) 原子與原子核課件.ppt

第三節(jié) 原子與原子核,第十三章 動(dòng)量守恒定律 近代物理,一、原子的核式結(jié)構(gòu) 1粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但 _粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，_粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被撞了回來，如圖所示,少數(shù),極少數(shù),2原子的核式結(jié)構(gòu) 在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的_和 幾乎全部_都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn),正電荷,質(zhì)量,BCD,二、玻爾理論 1定態(tài)：原子只能處于一系列_的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是_的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量 2躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它_或_一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定即h_.( h是普朗克常量，h6.626×1034 J·s) 3軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是_的,不連續(xù),穩(wěn)定,輻射,吸收,EmEn,不連續(xù),4氫原子的能級、能級公式 (1)氫原子的能級圖(如圖所示),2.根據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是( ) A電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波 B處于定態(tài)的原子，其電子繞核運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量 C原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的 D原子能級躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差,BCD,三、天然放射現(xiàn)象、原子核的組成 1天然放射現(xiàn)象 (1)天然放射現(xiàn)象 元素_地放出射線的現(xiàn)象，首先由_發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明_具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) (2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫_具有放射性的元素叫_元素 (3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是_射線、_射線、_射線,自發(fā),貝克勒爾,原子核,放射性,放射性,2原子核 (1)原子核的組成 原子核由_和_組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為_ 原子核的核電荷數(shù)_數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)_ (2)同位素：具有相同_、不同_的 原子，在元素周期表中的_相同，同位素具有相同的_性質(zhì),質(zhì)子,中子,核子,質(zhì)子,質(zhì)子數(shù)中子數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),位置,化學(xué),C,4.關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的 有( ) A是原子核質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間 B是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間 C把放射性元素放在密封的容器中，可以減小放射性元素的半衰期 D可以用來測定地質(zhì)年代、生物年代等,BD,五、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損、核反應(yīng) 1核力 (1)定義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力 (2)特點(diǎn)：核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； 核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)； 每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用,2核能 (1)結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí)_的能量或原子核分解為核子時(shí)_的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能 (2)比結(jié)合能 定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做 比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能 特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核 的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定,放出,吸收,3質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損 愛因斯坦質(zhì)能方程E_，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E_. 4獲得核能的途徑：(1)重核裂變；(2)輕核聚變 5核反應(yīng) (1)遵守的規(guī)律：電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒 (2)反應(yīng)類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變,mc2,mc2,AC,考點(diǎn)一 氫原子能級及能級躍遷,考點(diǎn)二 氫原子的能量及其變化,考點(diǎn)三 原子核的衰變 半衰期,考點(diǎn)四 核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程,考點(diǎn)五 有關(guān)核能的計(jì)算,考點(diǎn)一 氫原子能級及能級躍遷 1原子躍遷的條件 (1)原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況 (2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能 (3)原子還可吸收外來實(shí)物粒子( 例如自由電 子)的能 量而 被 激發(fā)由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級躍遷,2躍遷中兩個(gè)易混問題 (1)一群原子和一個(gè)原子：氫原子核外只有一個(gè)電子，這 個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的 軌道上，在 某 段 時(shí) 間內(nèi)，由 某一軌 道躍遷 到另一個(gè)軌 道時(shí)，可能的情況只 有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子 的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)了 (2)直接躍遷與間接躍遷：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另 一種能量 狀態(tài) 時(shí)有 時(shí)可 能是直接 躍遷，有 時(shí)可 能是 間 接 躍遷兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不 同的直 接 躍遷時(shí)輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時(shí)輻射(或吸收)的所有光子的能量和,(2014·高考山東卷)氫原子能級如圖， 當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級時(shí)，輻射光 的波長為656 nm.以下判斷正確的是( ) A氫原子從n2躍遷到n1的能級時(shí)，輻射 光的波長大于656 nm B用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從 n1躍遷到n2的能級 C一群處于n3能級上的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 D用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級,CD,解析 根據(jù)氫原子的能級圖和能級躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從n2能級躍遷到n1的能級時(shí)，輻射光的波 長 一定 小于 656 nm，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)生躍遷只能吸收和輻 射一定頻率的光子，可知B選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；一群處于n3能級上的氫原子向低能級躍遷時(shí)可以產(chǎn)生3種頻率的光子，所以C選項(xiàng)正確,1.如圖所示為氫原子能級示意圖， 現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向 低能級躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光，下 列說法正確的是( ) A這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 B由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光頻率最小 C由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象 D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng),D,考點(diǎn)二 氫原子的能量及其變化,3電勢能：通過庫侖力做功判斷電勢能的增減當(dāng)n減小，即軌道半徑減小時(shí)，庫侖力做正功，電勢能減小；反之，n增大，即軌道半徑增大時(shí)，電勢能增加,氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r10.53×1010 m，能量E113.6 eV，求氫原子處于基態(tài)時(shí)： (1)電子的動(dòng)能； (2)原子的電勢能； (3)用波長是多少的光照射可使其電離？,答案 (1)13.6 eV (2)27.2 eV (3)9.14×108 m,2.按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量_(選填“越 大”或“越小”)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E10)，電子質(zhì)量為m，基 態(tài)氫 原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后，電子速 度大 小為_(普朗克常量為h),越大,考點(diǎn)三 原子核的衰變 半衰期 1衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì) (1)兩種衰變的比較,2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子 結(jié)合成一個(gè)整體射出,中子轉(zhuǎn)化為 質(zhì)子和電子,質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,(2)射線：射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生 的其 實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過程中，產(chǎn)生 的 新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子 2確定衰變次數(shù)的方法 因?yàn)樗プ儗|(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的 次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù),15.2,AC,考點(diǎn)四 核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程 1核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變 2核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號連接 3核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程 4核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化 5核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒,AC,D,B,A,答案 144 88,AC,考點(diǎn)五 有關(guān)核能的計(jì)算,2利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,17.6,C,物理思想守恒思想在核反應(yīng)中的應(yīng)用,審題點(diǎn)睛 (1)質(zhì)量虧損放出的能量等于新核動(dòng)能、粒子動(dòng)能與光子能量之和 (2)不計(jì)光子的動(dòng)量，新核與粒子總動(dòng)量等于衰變前氡核的動(dòng)量,總結(jié)提升 (1)在動(dòng)量守恒方程中，各質(zhì)量都可用質(zhì)量數(shù)表示 (2)只有利用Emc2時(shí)，才考慮質(zhì)量虧損，在動(dòng)量和能量守恒方程中，不考慮質(zhì)量虧損 (3)注意比例運(yùn)算求解,