原子物理知識點(diǎn)總結(jié)全

1、WORD格式原子物理一、盧瑟福的原子模型核式構(gòu)造1.1897 年 ,_ 發(fā)現(xiàn)了電子 . 他還提出了原子的_ 模型 .2. 物理學(xué)家 _用 _粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)叫_ 。3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 : 絕大局部粒子穿過金箔后 _; 少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn) ; 極少數(shù)的粒子甚至被 _.4. 實(shí)驗(yàn)的啟示：絕大多數(shù) 粒子直線穿過，說明原子內(nèi)部存在很大的空隙；少數(shù) 粒子較大偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)部集中存在著對 粒子有斥力的正電荷；極個別 粒子反彈，說明個別粒子正對著質(zhì)量比 粒子大很多的物體運(yùn)動時，受到該物體很大的斥力作用5. 原子的核式構(gòu)造 :盧瑟福依據(jù) 粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了原子的核式構(gòu)造：在原子中心有一個很小的核

2、，叫_，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)例 1: 在粒子散射實(shí)驗(yàn)中 , 盧瑟福用粒子轟擊金箔 , 以下四個選項(xiàng)中哪一項(xiàng)屬于實(shí)驗(yàn)得到的正確結(jié)果:A. 粒子穿過金箔時都不改變運(yùn)動方向B.極少數(shù) 粒子穿過金箔時有較大的偏轉(zhuǎn), 有的甚至被反彈C. 絕大多數(shù)粒子穿過金箔時有較大的偏轉(zhuǎn)D.粒子穿過金箔時都有較大的偏轉(zhuǎn) .例 2: 根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式構(gòu)造模型。如圖1-1 所示表示了原子核式構(gòu)造模型的 粒子散射圖景。圖中實(shí)線表示 粒子的運(yùn)動軌跡。其中一個c粒子在從 a 運(yùn)動到 b、再運(yùn)動到 c 的過程中粒子在 b 點(diǎn)時距原子核最近，下列判斷正

3、確的選項(xiàng)是abA 粒子的動能先增大后減小原子核B 粒子的電勢能先增大后減小C 粒子的加速度先變小后變大粒子D電場力對 粒子先做正功后做負(fù)功圖 1-1二 玻爾的原子模型能級1玻爾提出假說的背景原子的核式構(gòu)造學(xué)說與經(jīng)典物理學(xué)的矛盾：按經(jīng)典物理學(xué)理論，核外電子繞核運(yùn)動時，要不斷地輻射電磁波，電子能量減小，其軌道半徑將不斷減小，最終落于原子核上，即核式構(gòu)造將是不穩(wěn)定的，而事實(shí)上是穩(wěn)定的電子繞核運(yùn)動時輻射出的電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核運(yùn)動的頻率，由于電子軌道半徑不斷減小，發(fā)射出的電磁波的頻率應(yīng)是連續(xù)變化的，而事實(shí)上，原子輻射的電磁波的頻率只是某些特定值。為解決原子的核式構(gòu)造模型與經(jīng)典電磁理論之間的矛盾，

4、玻爾提出了三點(diǎn)假設(shè)，后人稱之為玻爾模型2玻爾模型的主要內(nèi)容：定態(tài)假說：原子只能處于一系列_ 的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是_的，電子雖然繞核運(yùn)動，但不向外輻射能量這些狀態(tài)叫做_ 躍遷假說：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩定態(tài)的能量差決定，即 _.軌道假說：原子的不同能量狀態(tài)對應(yīng)于_子的不同軌道. 原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的3氫原子的能級公式和軌道公式原子各定態(tài)的能量值叫做原子的能級，對于氫原子，其能級公式為:_ ；對應(yīng)的軌道公式為：rnn2r1。其中n稱為量子數(shù)，只能取正整數(shù).E 1=-13.6eV ， r 1=0. 5

5、3×10 -10 m原子的最低能量狀態(tài)稱為_，對應(yīng)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動；原子的較高能量狀態(tài)稱為_，對應(yīng)電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動4氫原子核外的電子繞核運(yùn)動的軌道與其能量相對應(yīng)核外電子繞核做圓周運(yùn)動的向心力，來源于庫侖力( 量子化的衛(wèi)星運(yùn)動模型 )由 F庫 k e2m v 2得動能 Ek1mv21 ke2，即 r 越大時，動能 _.r 2r22 r又因?yàn)?rn2 rEnE1即量子數(shù) n 越大時，動能 _，勢能 _，總能量 _n1 ，n25用玻爾量子理論討論原子躍遷時釋放光子的頻率種數(shù)專業(yè)資料整理WORD格式氫原子處于n= k能級向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時，可能產(chǎn)生的光譜線條數(shù)的計(jì)算

6、公式為：例 1: 氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中( ) A原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大NCk2k (k1)2專業(yè)資料整理WORD格式1專業(yè)資料整理WORD格式B原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小C原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小D原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大例 2: 大量氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們向各較低能級躍遷時，對于多種可能的躍遷，下面說法中正確的選項(xiàng)是()A最多只能釋放出4 種不同頻率的光子專業(yè)資料整理WORD格式B從n 4 能級躍遷到C從n 4 能級躍遷到D從n 4 能級躍遷到n1能

7、級釋放出的光子波長最長n1能級釋放出的光子頻率最大n3能級釋放出的光子波長等于從n2能級躍遷到 n1能級釋放出的光子波長光束專業(yè)資料整理WORD格式例 3: 氫原子發(fā)出a、b兩種頻率的光，經(jīng)平行玻璃磚折射后的光路如圖 2-1 所示。假設(shè)a光是由能級n=4 向n=1 躍遷時發(fā)出的，那么b 光可能是( )A從能級n=5 向n=1 躍遷時發(fā)出的B從能級n=3 向 =1 躍遷時發(fā)出的nC從能級n=5 向n=2 躍遷時發(fā)出的D從能級n=3 向 =2 躍遷時發(fā)出的nn=3的激發(fā)態(tài)，原子在向較低能例 4: 如圖 2-2所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于級躍遷的過程中向外發(fā)出光子。假設(shè)用這些光照射逸出功

8、為2. 49 eV 的金屬鈉，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從=3 躍遷到n=2 所發(fā)出的光波長最短nB這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到 n=1所發(fā)出的光頻率最高C金屬鈉外表所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11. 11 eVD金屬鈉外表所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9. 60 eV玻璃磚ab圖 2-1圖 2-2專業(yè)資料整理WORD格式例 5: a、b兩束單色光分別用同一雙縫干預(yù)裝置進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖2-3 所示的干預(yù)圖樣，圖甲是a 光照射時形成的干預(yù)圖樣，圖乙是b 光照射時形成的干預(yù)圖樣。以下關(guān)于a、b 兩束單色光的說法

9、正確的選項(xiàng)是Aa光子的能量較大B在水中a 光傳播的速度較小C假設(shè)用b光照射某金屬沒有光電子逸出, 那么 a 光照射該金屬時也沒有光電子逸出圖甲圖乙D假設(shè)a光是氫原子的核外電子從第三能級向第二能級躍遷時產(chǎn)生的, 那么b光可能是氫原子的核外電子從第四能級向第三能級躍遷時產(chǎn)生的圖 2-3例 6: 處于n 3 激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷時所放出的光子中，只有一種光子不能使金屬A 產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么下列說法不正確 的是 A不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是氫原子從n3的激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時放出的B不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到 n2的激發(fā)態(tài)時放出的C氫原子從n 4

10、的激發(fā)態(tài)躍遷到n 3 的激發(fā)態(tài)，所放出的光子一定不能使金屬A 產(chǎn)生光電效應(yīng)D氫原子從n 4 激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài), 所放出的光子一定能使金屬A 產(chǎn)生光電效應(yīng)專業(yè)資料整理WORD格式例 7: 如圖 2-4 所示是氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子，受激發(fā)的氫原子能自發(fā)地輻射出三種不同頻率的光，那么照射氫原子的單色光的光子能量為nE/eV04 0.8531.51專業(yè)資料整理WORD格式( )23.4A 13.6eVB 12.09eVC 10.2eVD 3.4eV例 8: 如圖 2-4 所示為氫原子能級圖，可見光的光子能量X圍約為 1.62eV-3.11eV 。以下說法正確的選項(xiàng)

11、是A大量處在 n>3 的高能級的氫原子向113.6n=3 能級躍遷時，發(fā)出的光有一局部是可見光B大量處在 n=3 的氫原子向 n=2 能級躍遷時，發(fā)出的光是紫外線圖 2-4C大量處在 n=3 能級的氫原子向 n=1 能級躍遷時，發(fā)出的光都應(yīng)具有顯著的熱效應(yīng)D處在 n=3 能級的氫原子吸收任意頻率的紫外線光子都能發(fā)生電離例 9: 如圖 2-5所示 , 設(shè)光子 A、 B、C 的能量和波長分別為EA、EB、 EC和A、 B、 C那么()AAB111BCBACC AB CDEBE AEC專業(yè)資料整理WORD格式2專業(yè)資料整理WORD格式三、天然放射現(xiàn)象1. 天然放射現(xiàn)象 : 首先由貝克勒耳發(fā)現(xiàn)，

12、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明_ 還有內(nèi)部構(gòu)造2. 衰變圖 2-5不穩(wěn)定的原子核自發(fā)放出 粒子或 粒子后，轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓Q為原子核的衰變 射線是伴隨著 衰變或 衰變產(chǎn)生的，也叫 輻射天然放射現(xiàn)象就是_的衰變現(xiàn)象三種射線的性質(zhì)種類 射線 射線射線組成高速 _流高速 _流_ 流( 高頻電磁波 )帶電量質(zhì)量4mpmp1.67×1027 kg mp靜止質(zhì)量為零1840在磁場中穿透本領(lǐng)對空氣的電離作用半衰期：放射性元素的_有 _發(fā)生衰變所需的時間半衰期由_因素決定，跟原子所處的_或 _狀態(tài)無關(guān)。半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，個別原子核經(jīng)多長時間衰變無法預(yù)測。衰變規(guī)律專業(yè)資料整理WORD格式

13、衰變衰變規(guī)律A XA 4Y4He(新核的核電荷數(shù)_，質(zhì)量數(shù)_.)ZZ22專業(yè)資料整理WORD格式 衰變ZA XZ A1Y 10e(新核的核電荷數(shù)_，質(zhì)量數(shù)_.)半衰期 T1t一半原子核發(fā)生衰變需要的時間m m T2余原(5) 質(zhì)量數(shù)為 M電荷數(shù)為 N 的原子核，在垂直于磁場方向上發(fā)生 衰變后 , 粒子與反沖核的運(yùn)動軌跡為一對 _( 內(nèi)、外 ) 切圓 , 兩粒子的動量之比為 _. 兩圓的運(yùn)動半徑之比為 _.發(fā)生衰變后， 粒子與反沖核的運(yùn)動軌跡為一對_( 內(nèi)、外 ) 切圓 , 兩粒子的動量之比為_, 動能之比為 _. 兩圓的運(yùn)動半徑之比為 _, 周期之比為 _.例 1: 關(guān)于半衰期 , 以下表達(dá)正

14、確的選項(xiàng)是 ( )A. 放射性物質(zhì)的質(zhì)量越大, 半衰期越長B. 提高溫度和壓力不能改變半衰期C. 單質(zhì)鈾的半衰期比化合態(tài)鈾中的半衰期長D. 半衰期是指原子核全部衰變所需時間的一半例 2: 以下現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是()A粒子散射現(xiàn)象B天然放射現(xiàn)象C光電效應(yīng)現(xiàn)象D原子發(fā)光現(xiàn)象例 3:按照電離能力來看，放射性元素放出的三種射線由弱到強(qiáng)的排列順序是()A 射線，射線，射線B 射線， 射線， 射線C 射線，射線，射線D 射線， 射線， 射線例 4: 以下說法正確的選項(xiàng)是()A用加溫或加壓的方法不能改變原子核衰變的半衰期B某原子核經(jīng)過一次 衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4 個C 射線是原子的核外電子電

15、離后形成的電子流D 射線的貫穿作用很強(qiáng)，可用來進(jìn)展工業(yè)探傷例 5: 一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的,和 射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔右側(cè)的空間有一勻強(qiáng)電場。射線進(jìn)入電場后，變?yōu)?a、 b 兩束，射線a 沿原來方向行進(jìn)，射線b 發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖3-1 所示，那么圖中的A射線 a 為射線，射線 b 為射線B射線 a 為射線，射線 b 為射線C射線 a 為射線，射線 b 為射線圖 3-1專業(yè)資料整理WORD格式3專業(yè)資料整理WORD格式D射線 a 為射線，射線b 為射線235207例 6: 9 2 U 衰變成8 2 Pb,要經(jīng)過_次衰變和 _次衰變 .例 7: 假設(shè)元素 A 的半衰期為

16、4 天，元素B 的半衰期為5 天，那么一樣質(zhì)量的A 和 B ，經(jīng)過 20 天后，剩下的質(zhì)量之比 mAmB為A 301B3130C 12D 2 1例 8: 某放射性元素經(jīng)20 天后剩下原有質(zhì)量的6.25 ，可知其半衰期為再經(jīng)過 l0 天，剩下質(zhì)量為最初質(zhì)量的專業(yè)資料整理WORD格式例9:一個原來靜止在勻強(qiáng)磁場中的原子核發(fā)生衰變，放出某種粒子后，在勻強(qiáng)磁場中形成如圖3-2 所示的徑跡，原子核放出的粒子可能是A. 氦核B.電子C. 光子D.正電子四、核能××××××××××××&#

17、215;×××××12a××××××××××××××××××專業(yè)資料整理WORD格式1.原子核的組成 : 原子核是由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子圖 3-22.核能(1) 愛因斯坦質(zhì)能方程 : 凡具有質(zhì)量的物體都具有能量，物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系為：_.假設(shè)原子核質(zhì)量虧損 m對應(yīng)釋放的能量為 _ 注意 : 質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量損失，也不是與質(zhì)量守恒定律相矛盾，而是虧

18、損的質(zhì)量以能量的形式輻射出去了.在核能的計(jì)算中 c 的單位取國際單位制，此時假設(shè)m的單位為 kg，能量的單位為J，當(dāng)m 的單位為 u原子質(zhì)量單位時， 1u=1.660566 × 10-27 kg=1.49 × 10-10 J =9.315× 108eV；1eV=1.6 ×10-19 J.(2) 原子核中的核子 ( 質(zhì)子、中子 ) 的平均質(zhì)量在不同的原子中是 _ 同的 , 其大小與核子數(shù)的關(guān)系如圖 4-1 所示 . 可見在元素 Fe 附近 , 核子的平均質(zhì)量是最_的。當(dāng)比 Fe 小得多原子核結(jié)合成較大的原子核時，核子的平均質(zhì)量將_( 增大、減小 ),因而

19、_( 放出、吸收 ) 能量 ;當(dāng)比 Fe 大得多原子核裂變成較小的原子核時，核子的平均質(zhì)量將_( 增大、減小 ),因而 _( 放出、吸收 ) 能量。3. 重核的裂變圖 4-1重核的裂變：重核分裂成兩個質(zhì)量較小的原子核的核反響叫裂變2351141921鈾核的裂變 : 核反響方程為：9 2U+0n56Ba+3 6Kr+3 0 n.(2) 鏈?zhǔn)椒错懀毫炎円谝欢ǖ臈l件下才能進(jìn)展，鈾235 核受到中子轟擊時會發(fā)生裂變，而裂變時又要放出一些中子，這些中子又可引起其它的軸235 核裂變，而使裂變反響不斷進(jìn)展下去，這種反響叫做鏈?zhǔn)椒错?. 輕核的聚變(1) 輕核的聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核的核反響稱為

20、聚變氫核的聚變：核反響方程為：21H31H42He10n(2) 熱核反響：聚變必須在輕核間的距離十分接近，即到達(dá)10-15 m時才能進(jìn)展在極高溫度下，原子核可以獲得足夠的動能抑制庫侖斥力而發(fā)生聚變，這種聚變反響叫做熱核反響(3) 目前已實(shí)現(xiàn)的人工熱核反響是氫彈的爆炸例 1: 如圖 4-2 所示，給出了核子平均質(zhì)量原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系。以下說法中正確的選項(xiàng)是( )核子平均質(zhì)量A英國物理學(xué)家湯姆生，在 粒子散射實(shí)驗(yàn)的根底上提出了原子的核式構(gòu)造模型B天然放射性元素在衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，放出的射線垂直磁感線穿過磁場時，一定發(fā)生偏轉(zhuǎn)C由圖可知，原子核A裂變成原子核 B和 C要

21、放出核能D由圖可知，原子核D和 E 聚變成原子核F 要吸收核能圖 4-2專業(yè)資料整理WORD格式4專業(yè)資料整理WORD格式例 2: 一個氘核21H與一個氚核31H發(fā)生聚變，產(chǎn)生一個中子和一個新核，并出現(xiàn)質(zhì)量虧損，那么聚變過程（ A吸收能量，生成的新核為24 HeB放出能量，生成的新核為23 HeC吸收能量，生成的新核為23 HeD放出能量，生成的新核為24 He例 3: 用粒子轟擊鈹49Be核，生成物是碳 126 C核和另一個粒子，那么該粒子是A 11 HB.01 nC.01 eD.21 H例 4: 太陽內(nèi)部的核聚變可以釋放出大量的能量，這些能量以電磁波場的形式向四面八方輻射出去，其總功率達(dá)到

22、 3.8 × 1026。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程估算，單純地由于這種輻射，太陽每秒鐘減少的物質(zhì)質(zhì)量的數(shù)量級最接近于A 1018 kgB 10 9 kgC 10 -10 kgD 10 -17 kg例 5: 太陽的能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反響可以看作是4 個氫核11 H 結(jié)合成 1 個氦核24 He ，同時釋放出正電子10e 。氫核的質(zhì)量為mp，氦核的質(zhì)量為m，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c。以下關(guān)于氫核聚變的說法正確的選項(xiàng)是A此聚變反響的核反響方程是411H 24He 10eB此聚變反響也叫鏈?zhǔn)椒错慍反響后核子的平均質(zhì)量大于反響前核子的平均質(zhì)量D每次核反響釋放的能量為

23、4 mpm 2 mec2例 6:太陽的能量來自于熱核反響，其中一種核反響是四個質(zhì)子聚變成一個 粒子，同時放出兩個正電子和兩個沒有靜止質(zhì)量的中微子。 粒子的質(zhì)量為m ，質(zhì)子的質(zhì)量為m，電子的質(zhì)量為 m， c 為光在真空中的傳播速pe度， N為阿伏伽德羅常數(shù)。在這種核反響中1000g 的氫核聚變所放出的能量為peA2A 1000 4m+m +2mN c2B 1000 2 e4 pAmm mN cpeA2C 250 4mm2mN c2D 250 2 e 4 pAmmmN c例 7: 原子核的裂變和聚變都是人類利用原子核能的途徑，我國目前已建成了秦山和大亞灣兩座核電站下面關(guān)于這兩座核電站的說法中正確的

24、選項(xiàng)是 ( )A它們都是利用核裂變釋放的原子能B它們都是利用核聚變釋放的原子能C它們一座是利用核裂變釋放的原子能，另一座是利用核聚變釋放的原子能D以上說法都不正確例 8:07 年崇文二模以下說法不正確的選項(xiàng)是A.12 H 13H24He 01n 是聚變B.23592U 01n 14054Xe 3894Sr 201n 是裂變C.22698 Ra22296Rn 24He 是衰變D.1124Na1224Mg 10 e是裂變網(wǎng)例 9: 鈾 23992239U經(jīng)過衰變可產(chǎn)生钚23994239Pu . 關(guān)于鈾 239 的衰變 , 以下說法正確的選項(xiàng)是 (A23994Pu與23992U的核內(nèi)具有一樣的中子數(shù)

25、和不同的核子數(shù)B 放射性物質(zhì)23992U發(fā)生衰變時所釋放的電子來源于核外電子C 92239U經(jīng)過 2 次 衰變產(chǎn)生94239PuD 溫度升高，92239U的半衰期減小例 10: 當(dāng)兩個質(zhì)子 ( 質(zhì)量是 1.007276u)和兩個中子 ( 質(zhì)量是 1.008665u) 結(jié)合為一個氦核 ( 質(zhì)量是 4.001509u) 時 , 發(fā)生的質(zhì)量虧損是多少"釋放出的能量是多少兆電子伏"專業(yè)資料整理WORD格式5專業(yè)資料整理WORD格式補(bǔ)充練習(xí)：1. 以下說法正確的選項(xiàng)是：A太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反響B(tài)湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，說明原子具有核式構(gòu)造C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL太短D按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加2. 一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個光子。質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為1、 2、 3,m m m