1、高中物理总复习基础知识第五部分 原子物理一、核式结构和能级 1原子的核式结构学说 汤姆生原子模型：它发现电子，表明电子是原子的组成部分。它认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子镶嵌在原子里。 散射实验：卢瑟福用粒子轰击金箔，绝大多数穿过后仍沿原方向运动，少数发生较大偏转，极少数发生大角度偏转。 核式结构学说：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核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 用核式结构学说解释散射：因核很小，大多数粒子（带正电）穿过原子时，离核较远，受到的库仑力很小，运动方向改变很小，由于核的电量大，质量大，极少数粒与核十分接近时，所受
2、库仑力很大，发生大角度偏转。 2氢原子的能级结构 能级：原子在各状态的能量值。 轨道量子化：电子绕核运动的轨道是不连续的。 能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，原子能量也是量子化的。 基态和激发态：原子能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。 电离：使电子摆脱它与原子核间库仑力的束缚。原子电离后的能量比它处于各种状态时的能量都要高。 光子的发射和吸收 跃迁：原子处于较高能级时自发地向较低能级变化的过程。原子处于基态时最稳定。 放出和吸收能量：原子从较高能级向较低能级跃迁时放出一定频率的光子，原子吸收一定频率的光子后从较低能级向较高能级跃迁。hEmEn(mn) 原子在两个能级间
3、跃迁，如果它是用吸收光子的方式进行，则只有光子的能量等于两个能级之差时才能进行，如用电子碰撞原子，则只要电子的动能大小或等于两个能级之差时都可能进行。如果要使它电离，则只要光子或电子的能量大小或等于它此时的电离能都可以进行。 用玻尔理论解释氢光谱：原子从较高能级跃迁到较低能级所辐射的光子能量等于前后两个能级之差，由于它们的能级不连续，所辐射的光子能量也不连续，因此光谱上光波频率只有若干个分立的值。按玻尔理论计算的氢光谱中谱线位置与实际观测结果符合。 原子的结构不同，能级也不相同，它们跃迁所辐射的光子的频率不同，也就有各自的特征谱线。 3氢原子中的电子云 核外电子实际上并没有一定的确定轨迹，它在
4、核不同地方出现的概率大小不同。如用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，可形象地称做电子云。原子处于不同能级时，电子在各处出现的概率不同。二、核反应 1天然放射现象 天然放射现象：贝克勒耳发现放射性，居里夫妇发现钋和镭。天然放射现象的发现，开始了人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律。 原子序数83的所有天然存在的元素都具有天然的放射性，原子序数83的天然存在的元素，也有一些具有放射性。 放射线的性质： 射线是氦核，速度是光速的十分之一，贯穿本领小，电离本领强； 射线是高速电子流，贯穿本领强，电离本领弱； 射线是波长很短的电磁波，贯穿本领最强，电离本领最弱。它是伴随着射线或射线产生的。
5、放射性元素的衰变：发生衰变或衰变都要使原子核转变成新的原子核。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的。 衰变：放出氦核，衰变后的新核与衰变前的核比较，电荷数少2，质量数少4。 衰变：放出电子，衰变后的新核与衰变前的核比较，电荷数多1，质量数不变。 半衰期：放射性元素有半数发生衰变的时间，它由核内部因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关，对它加压或增高其温度都不能改变半衰期大小。 2原子核的人工转变 质子的发现：卢瑟福用粒子轰击氮核： 中子的发现：查德威克用射线轰击铍产生的射线轰击石蜡： 原子核的组成：由质子和中子（统称核子）组成，核电荷数=质子数，原子质量数=质子数+中子数。核内除存在质子间的库仑
6、力外，相邻核子间存在着把各种核子紧紧拉在一起的核力。 当原子核放出电子时，它内部的一个中子变成一个质子，但电子不是原子核的组成部分。 同位素：质子数相同，中子数不同的元素，它们具有相同的化学性质。 3放射性同位素 用人工方法得到放射性同位素： 其中的是磷的一种同位素，具有放射性： 放射性同位素主要应用：利用它的射线和做为示踪原子。三、核能 1核能 核子的结合和分解：核子（质子，中子）间存在着强大的核力；核子结合成原子核要放出能量。原子核分解成核子要吸收能量。 爱因斯坦质量方程：E=mC2 。 2重核的裂变 铀核的裂变：铀核俘核中子分裂成两中等质量的核的反应， 铀核裂变的产物是多种多种的，当入射中子的能量11兆电子伏时，只有铀235俘获中子能产生裂变，铀238俘获中子不能产生裂变。铀核裂变时，平均每个核子放出约1兆电子伏的能量。 链式反应：当铀块的体积超过它的临界体积，只要有中子进入铀块，裂变就能不断进行下去。 3轻核的聚变 轻核的聚变：轻核结合成质量较大的核时，能释放更多的能量。平均每个核子能放出3兆电子伏以上能量 热核反应：要产生聚变，需要有极高的温度。
