（精心整理）高中物理原子與原子核知識點總結

1、高中物理原子與原子核知識點總結(必修三)載自：搜高考網(wǎng) 原子、原子核 這一章雖然不是重點,但是高考選擇題也會涉及到,其實只要記住模型和方程式,就不會在做題上出錯,下面的一些總結希望對大家有所幫助.盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子的核式結構學說,玻爾把量子說引入到核式結構模型之中,建立了以下三個假說為主要內(nèi)容的玻爾理論.認識原子核的結構是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應是認識原子核結構的突破點.裂變和聚變是獲取核能的兩個重要途徑.裂變和聚變過程中釋放的能量符合愛因斯坦質(zhì)能方程。整個知識體系，可歸結為：兩模型(原子的核式結構模型、波爾原子模型)；六子(電子、質(zhì)子、中子、正電子、

2、 粒子、 光子)；四變(衰變、人工轉變、裂變、聚變)；兩方程(核反應方程、質(zhì)能方程)。4條守恒定律(電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、能量守恒、動量守恒)貫串全章。1.湯姆生模型(棗糕模型) 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，使人們認識到原子有復雜結構。從而打開原子的大門.2.盧瑟福的核式結構模型(行星式模型)盧瑟福粒子散射實驗裝置,現(xiàn)象,從而總結出核式結構學說粒子散射實驗是用粒子轟擊金箔，實驗現(xiàn)象：結果是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進,但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉.這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個很小的核上。盧瑟福由粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全

3、部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間運動。由粒子散射實驗的實驗數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m。而核式結構又與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾：原子是否穩(wěn)定,其發(fā)出的光譜是否連續(xù)3.玻爾模型(引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù))玻爾補充三條假設定態(tài)-原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)(稱為定態(tài)),電子雖然繞核運轉,但不會向外輻射能量。(本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的)躍遷-原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài),要輻射(或吸收)一定頻率的光子(其能量由兩定態(tài)的能量差決定)(本假設針對線狀譜提出) ( ) 輻射(吸收)光子的能量為hfE初-E末氫原子躍遷的光譜線問題一群氫原子

4、可能輻射的光譜線條數(shù)為 。   (大量)處于n激發(fā)態(tài)原子躍遷到基態(tài)時的所有輻射方式能量和軌道量子化-定態(tài)不連續(xù),能量和軌道也不連續(xù);(即原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應,原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的可能軌道分布也是不連續(xù)的)                    (針對原子核式模型提出，是能級假設的補充)氫原子的激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量(最小)與核外電子軌道半徑間的關

5、系是:【說明】氫原子躍遷 軌道量子化rn=n2r1(n1,2.3)  r1=0.53×10-10m  能量量子化：  E1=13.6eV En ，Ep，r，nEk，v吸收光子時增大減小放出光子時減小增大氫原子躍遷時應明確：一個氫原子    直接躍遷      向高能級躍遷，吸收光子    一般光子   某一頻率光子 一群氫原子    各種可能躍遷 向低能級躍遷

6、0;放出光子    可見光子   一系列頻率光子氫原子吸收光子時要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子1光子能量大于電子躍遷到無窮遠處(電離)需要的能量時，該光子可被吸收。(即：光子和原于作用而使原子電離)2光子能量小于電子躍遷到無窮遠處(電離)需要的能量時,則只有能量等于兩個能級差的光子才能被吸收。(受躍遷條件限： 只適用于光于和原于作用使原于在各定態(tài)之間躍遷的情況)。氫原子吸收外來電子能量時可以部分吸收外來碰撞電子的能量（實物粒子作用而使原子激發(fā)）。因此，能量大于某兩個能級差的電子均可被氫原子吸收，從而使氫原子躍遷。E51=13.06

7、60;E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2；    (有規(guī)律可依)E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89；   E53=0.97 E43=0.66； E54=0.31玻爾理論的局限性。由于引進了量子理論（軌道量子化和能量量子化），玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。氫原子在n能級的動能、勢能，總能量的關系是：EP=2EK，E=EK+EP=EK。

8、(類似于衛(wèi)星模型)由高能級到低能級時，動能增加，勢能降低，且勢能的降低量是動能增加量的2倍，故總能量(負值)降低。量子數(shù)   1.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認識到原子核也有復雜結構。核變化從貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始衰變(用電磁場研究)：2.各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線氦核4+20.1最強最弱，紙能擋住射線電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉情況比較：四種核反應類型(衰變,人工核轉變,重核裂變

9、,輕核驟變)衰變： 衰變： (實質(zhì)：核內(nèi) )衰變形成外切(同方向旋)，            衰變： (實質(zhì)：核內(nèi)的中子轉變成了質(zhì)子和中子)衰變形成內(nèi)切(相反方向旋)，且大圓為、粒子徑跡。             +衰變：（核內(nèi)）            

10、60;衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。人工轉變：(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應)(盧瑟福)用粒子轟擊氮核,并預言中子的存在     (發(fā)現(xiàn)中子的核反應)(查德威克)釙產(chǎn)生的射線轟擊鈹        (人工制造放射性同位素)正電子的發(fā)現(xiàn)(約里奧居里和伊麗芙居里夫婦)粒子轟擊鋁箔重核的裂變：    在一定條件下(超過臨界體積)，裂變反應會連續(xù)不斷地進行下去，這就是鏈式反應。輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應）所有核反應的反應前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電

11、荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。） 核能計算方法有三：由 (m單位為“kg”)計算；由E=931.5m(m 單位為“u”)計算；借助動量守恒和能量守恒計算。2.半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期。（對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律）計算式為： N表示核的個數(shù) ，此式也可以演變成 或 ，式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量，n 表示單位時間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時間t后的剩余量。半衰期(由核內(nèi)部本身的因素決定,與物理和化學狀態(tài)無關)、   同位素等重要概念   放射性標志3.放射性同位素的應用利用其射線：射線電離性強,用于使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電。射線貫穿性強,可用于金屬探傷,也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變,可用于生物工程，基因工程。作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結構及其功能。進行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生