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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,动量近代物理初步,(,选修,3,5),第 十 三 章,第,40,讲原子结构与原子核,1/52,考纲要求,考情分析,命题趋势,1.氢原子光谱(),2氢原子能级结构、能级公式(),3原子核组成、放射性、原子核衰变、半衰期(),4放射性同位素(),5核力、核反应方程(),6结合能、质量亏损(),7裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(),8射线危害与防护(),全国卷，35(1),全国卷，35(1),天津卷，6,江苏卷，12C(1),福建卷，30(1),浙江卷，14(1),全国卷，35(1),广东卷，18,全国卷，35(1),高考对本部分知识考查主要以选择题形式出现高考试题往往综合考查氢原子能级跃迁、放射性元素衰变、半衰期、核反应，以及质能方程、核反应方程相关计算学习中要注意对质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒了解和应用.,2/52,栏目导航,板 块 一,板 块 二,板 块 三,板 块 四,3/52,1,原子结构,(1),电子发觉,汤姆孙在研究阴极射线时发觉了,_,，提出了原子枣糕模型,(2),粒子散射试验,粒子散射试验是用,粒子轰击金箔，结果是,_,粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，,_,粒子发生了较大偏转，极个别,粒子甚至,_,考点原子结构原子核氢原子光谱,电子,绝大多数,少数,反向,4/52,(3),核式结构,在原子中心有一个很小,_,，叫原子核，原子,_,都集中在原子核里，带,_,在核外空间运动,核,几乎全部质量和全部正电荷,负电电子,5/52,不连续,定态,能量状态,轨道,6/52,c,能级跃迁：原子从一个定态,(,设能量为,E,2,),跃迁到另一个定态,(,设能量为,E,1,),时，它,_,一定频率光子，光子能量由这两种定态能量差决定，即,h,E,2,E,1,.,氢原子能级图：如图所表示,辐射或吸收,7/52,3,原子核,(1),天然放射现象发觉,1896,年，,_,在铀矿石中发觉未知射线，把这些射线称为,射线、,射线、,射线，这就是天然放射现象发觉天然放射现象发觉，说明原子核,_,贝克勒尔,含有复杂结构,8/52,(2),三种射线比较,9/52,10/52,11/52,4,核能,(1),核力,核子间作用力核力是短程强力，作用范围在,1.5,10,15,m,之内，只在,_,核子间发生作用,(2),核能,_,结合为原子核时释放能量或原子核分解为核子时吸收能量，叫作原子核,_,能，亦称核能,(3),质能方程、质量亏损,爱因斯坦质能方程,E,_,，原子核质量必定比组成它核子质量和要小，这就是质量亏损,m,.,由质量亏损可求出释放核能,E,_.,相邻,核子,结合,mc,2,mc,2,12/52,13/52,1,判断正误,(1),卢瑟福做,粒子散射试验时发觉,粒子绝大多数穿过只有少数发生大角度偏转,(,),(2),氢原子发射光谱是由一条一条亮线组成,(,),(3),氢原子由能量为,E,n,定态向低能级跃迁时，氢原子辐射光子能量为,h,E,n,.(,),(4),氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁,(,),14/52,(5),当前核电站多数是采取核聚变反应发电,(,),(6),核反应遵照质量数守恒而不是质量守恒；遵照电荷数守恒,(,),(7),爱因斯坦质能方程反应了物体质量就是能量，它们之间能够相互转化,(,),(8),如某放射性元素半衰期是,5,天，那么,100,个该元素原子核经过,10,天还剩下,25,个,(,),15/52,1,能级图中相关量意义说明,一能级图与氢原子跃迁,相关量,意义,能级图中横线,表示氢原子可能能量状态定态,横线左端数字“1,2,3”,表示量子数,横线右端数字“13.6，3.4”,表示氢原子能量,相邻横线间距离,表示相邻能量差，量子数越大相邻能量差越小，距离越小,带箭头竖线,表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为hEmEn,16/52,氢原子能级图如图所表示,17/52,18/52,19/52,例,1,(,广东广州质检,),如图所表示，氢原子从,n,2,某一能级跃迁到,n,2,能级，辐射出能量为,2.55 eV,光子问：,(1),最少要给基态氢原子提供多少电子伏特能量，才能使它辐射上述能量光子？,(2),请在图中画出取得该能量后氢原子可能辐射跃迁图,(3),在哪两个能级之间跃迁光子，波长最长？在哪两个能级之间跃迁光子，频率最高？,20/52,解析：,(1),氢原子从,n,2,某一能级跃迁到,n,2,能级，辐射光子频率应满足：,h,E,n,E,2,2.55 eV,，,E,n,h,E,2,0.85 eV,，所以，,n,4,基态氢原子要跃迁到,n,4,能级，应提供：,E,E,4,E,1,12.75 eV,(2),辐射跃迁图如图所表示,(3),由,n,4,向,n,1,能级跃迁所产生光子，频率最高；由,n,4,向,n,3,能级跃迁所产生光子波长最长,答案：,(1)12.75 eV,(2)(3),看法析,21/52,1,衰变、,衰变比较,二原子核衰变半衰期,22/52,23/52,24/52,例,2,(,湖北襄阳质检,),(1),原子核,U,经放射性衰变,变为原子核,Th,，继而经放射性衰变,变为原子核,Pa,，再经放射性衰变,变为原子核,U.,放射性衰变,、,和,依次为,(),A,衰变、,衰变和,衰变,B,衰变、,衰变和,衰变,C,衰变、,衰变和,衰变,D,衰变、,衰变和,衰变,(2),法国科学家贝可勒尔,(H.A,Becquerel),在,1896,年发觉了天然放射现象如图反应是放射性元素铀核衰变特征曲线由图可知，铀半衰期为,_,年；请在下式括号中，填入铀在衰变过程中原子核放出粒子符号,A,1 620,25/52,26/52,27/52,28/52,29/52,1,核反应四种类型,三核反应类型与核反应方程,30/52,31/52,32/52,BCD,AB,33/52,1,质能方程了解,(1),一定能量和一定质量相联络，物体总能量和它质量成正比，即,E,mc,2,.,方程含义是：物体含有能量与它质量之间存在简单正比关系，物体能量增大，质量也增大；物体能量降低，质量也降低,(2),核子在结合成原子核时出现质量亏损,m,，释放能量为,E,mc,2,.,(3),原子核分解成核子时要吸收一定能量，对应质量增加,m,，吸收能量为,E,mc,2,.,四核能计算,34/52,2,核能释放两种路径了解,中等大小原子核比结合能最大，这些核最稳定,(1),使较重核分裂成中等大小核,(2),较小核结合成中等大小核，核子比结合能都会增加，都能够释放能量,35/52,3,计算核能几个方法,(1),依据,E,mc,2,计算，计算时,m,单位是“,kg”,，,c,单位是“,m/s”,，,E,单位是“,J”,(2),依据,E,m,931.5 MeV,计算因,1,原子质量单位“,u”,相当于,931.5 MeV,能量，所以计算时,m,单位是“,u”,，,E,单位是“,MeV”,(3),依据核子比结合能来计算核能,原子核结合能核子比结合能,核子数,36/52,思维导引,(1),质量亏损放出能量等于新核动能、,粒子动能与光子能量之和,(2),不计光子动量，新核与,粒子总动量等于衰变前氡核动量,37/52,38/52,1,(,多项选择,),如图所表示四幅图包括不一样物理知识，其中说法正确是,(,),AC,39/52,A,图甲：普朗克经过研究黑体辐射提出能量子概念，成为量子力学奠基人之一,B,图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立，不过原子发射光子频率却是连续,C,图丙：卢瑟福经过分析,粒子散射试验结果，建立了原子核式结构,D,图丁：依据电子束经过铝箔后衍射图样，能够说明电子含有粒子性,40/52,解析：,图甲是黑体热辐射强度与波长改变规律图象，普朗克提出能量子假说很好地解释了该图象，普朗克成为量子力学奠基人之一，选项,A,正确；图乙是依据玻尔理论得到氢原子能级结构图象，玻尔理论指出氢原子能级是分立，原子发射光子频率也是不连续，选项,B,错误；图丙是,粒子散射试验结果，卢瑟福依据该试验结果建立了原子核式结构，选项,C,正确；图丁是电子束经过铝箔后衍射图样，因为衍射是波特征，所以它说明电子含有波动性，选项,D,错误,41/52,2,以下对原子结构认识中，错误是,(),A,原子中绝大部分是空，原子核很小,B,电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力,C,原子全部正电荷都集中在原子核里,D,原子核直径大约为,10,10,m,解析：,卢瑟福,粒子散射试验结果否定了关于原子结构汤姆孙模型，提出了原子核式结构学说，并估算出原子核直径数量级为,10,15,m,、原子直径数量级为,10,10,m,，原子是原子核直径十万倍，所以原子内部是十分,“,空阔,”,核外带负电电子因为受到带正电原子核库仑引力而绕核旋转，所以本题应选,D,D,42/52,3,如图所表示，氢原子在以下各能级间跃迁：,(1),从,n,2,到,n,1,；,(2),从,n,5,到,n,3,；,(3),从,n,4,到,n,2.,在跃迁过程中辐射电磁波波长分别用,1,、,2,、,3,表示波长,1,、,2,、,3,大小次序是,(),A,1,2,3,B,1,3,2,C,3,2,1,D,2,3,13.6eV,，所以能够使处于基态氢原子电离，选项,E,正确,49/52,50/52,51/52,课时达标,52/52,
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