高中物理公式大全全集十九近代物理

1、十九、近代物理、知識網(wǎng)絡(luò)二、畫龍點睛概念 I一、原子結(jié)構(gòu)：1、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：(1)電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國物理學(xué)家湯姆生寸陰極射線進丘了一系列的研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子存在精細結(jié)構(gòu).從而打破了原子不可再分的觀念。(2)湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，而帶負 電的電子鑲嵌在正電荷中。粒子散射實驗和原子核結(jié)構(gòu)模型粒子散射實驗：1909年，盧瑟福及助手蓋革手嗎斯頓完成裝置：放射源 金箔m：a.絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。b.有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)c.有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過

2、了 90度，有的幾乎達到180度，即被反向彈回。(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會使粒子運動方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對粒子的運動產(chǎn)生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運動將不發(fā)生明顯改變。散射實驗現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。1911年，盧瑟福通過對粒子散射實驗的分析計算提出原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。原子核半徑小于10-14m,原

3、子軌道半徑約10-10m。3、玻爾的原子模型(1)原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾(兩方面)a.電子繞核作圓周運動是加速運動， 按照經(jīng)典理論，加速運動的電荷，要不斷地向周 圍發(fā)射電磁波，電子的能量就要不斷減少， 最后電子要落到原子核上， 這與原子通常是穩(wěn)定 的事實相矛盾。b.電子繞核旋轉(zhuǎn)時輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著旋轉(zhuǎn)軌道的連續(xù)變小，電子輻射的電磁波的頻率也應(yīng)是連續(xù)變化，因此按照這種推理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實相矛盾。(2)玻爾理論上述兩個矛盾說明， 經(jīng)典電磁理論已不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假

4、設(shè)：定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的， 電子雖然做加速運動，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。躍遷假設(shè)：原子從一個定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一定態(tài)(設(shè)能量為 E1)時，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hv=E2-E1軌道量子化假設(shè)， 原子的不同能量狀態(tài)， 跟電子不同的運行軌道相對應(yīng)。原子的能量不連續(xù)因而電子可能軌道的分布也是不連續(xù)的。即軌道半徑跟電子動量 mv的乘積等于h/2的整數(shù)倍，即：軌道半徑跟電了動量mv的乘積等于h/2 的整數(shù)倍，即mvr n n 1、2、32n為正整數(shù)，稱量數(shù)數(shù)(3)玻爾的氫子模型：氫原子

5、的能級公式和軌道半徑公式：玻爾在三條假設(shè)基礎(chǔ)上，利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)，計算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑，以及電子在各條軌道上運行時原子的能量，(包括電子的動能和原子的熱能。)氫原子中電子在第幾條可能軌道上運動時，氫原子的能量En,和電子軌道半徑 rn分別為：EnEin2n r1n 1、 2、 3其中Ei、ri為離核最近的第一條軌道(即 n=1)的氫原子能量和軌道半徑。即： Ei=-13.6ev, ri=0.53X 10-10m(以電子距原子核無窮遠時電勢能為零計算)氫原子的能級圖：氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫氫原子的能級。 按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。其中n=1的定態(tài)

6、稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。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。例題：用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為vi、V2、V3,由此可知,開始用來照射容器的單色光的光子能量可以表示為： hvi；hV3；h(V 1+V2)；h(Vi +V 2+ V 3)以上表不式中A.只有正確B.只有正確C.只有正確D.只有正確解析：該容

7、器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，說明這時氫 原子處于第三能級。 根據(jù)玻爾理論應(yīng)該有 h V 3=E3- Ei , h V 1 = E3- E2, h V 2=E2- Ei ,可見 h V 3= h V 1+ h V 2= h( V 1+ V 2),所以照射光子能量 可以表示為或，答案選Co例題：氫原子處于基態(tài)時能量為 E1136ev,電子的質(zhì)量為 m,電量為一e，試回答下列問題：(1)用氫原子從n 3的能量狀態(tài)躍遷到 n 2的能量狀態(tài)時所輻射的光去照射逸出功19.是30 10 J的Cs金屬，能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)氫原子處于n 5時，核外電子速度多大?(3)氫原子吸U波長為06 10 7

8、m的紫外線而電離，使電子從基態(tài)飛到離核無限遠處,設(shè)原子核靜止，則電子飛到離核無限遠處后，還具有多大的動能?解析：(1)氫原子從n 3躍遷到n 2能量狀態(tài)放出能量EE3E211322219E1 2.86ev 4.576 10 19 JE大于葩金屬逸出功，即 E 30 10 19 J能發(fā)生光電效應(yīng)2.2R5n ri5 ri而庫侖力為向心力，即2ke252 v m 5e k5 mrihc（3）根據(jù)能量守恒，光子的能量一一部分用于使氫原子電離，余下的為飛出后電子hc EEi的動能，即:1 2 mv2i 2 mv2hcEi6.62 10 3 3 10 813亍136 16 10 130.6 10 71.

9、1 10 13 J4、光譜和光譜分析熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜。稀薄氣體發(fā)光形成線狀譜（又叫明線光譜、原子光譜）。根據(jù)玻爾理論，不同原子的結(jié)構(gòu)不同，能級不同，可能輻射的光子就有不同的波長。 所以每種原子都有自己特定的線狀譜，因此這些譜線也叫元素的特征譜線。根據(jù)光譜鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成，這種方法叫做光譜分析。這種方法的優(yōu)點是 非常靈敏而且迅速。只要某種元素在物質(zhì)中的含量達到10-10g,就可以從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線。5、氫原子中的電子云對于宏觀質(zhì)點，只要知道它在某一時刻的位置和速度以及受力情況，就可以應(yīng)用牛頓定律確定該質(zhì)點運動的軌道，算出它在以后任意時刻的位置和速度。

10、對電子等微觀粒子，牛頓定律已不再適用，因此不能用確定的坐標(biāo)描述它們在原子中 的位置。玻爾理論中說的“電子軌道”實際上也是沒有意義的。更加徹底的量子理論認為， 我們只能知道電子在原子核附近各點出現(xiàn)的概率的大小。在不同的能量狀態(tài)下， 電子在各個位置出現(xiàn)的概率是不同的。 如果用疏密不同的點子表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率，畫出圖來，就像一片云霧一樣，可以形象地稱之為電子云。6、激光的特性及其應(yīng)用普通光源（如白熾燈）發(fā)光時，燈絲中的每個原子在什么時候發(fā)光，原子在 哪兩個能級間躍遷，發(fā)出的光向哪個方向傳播，都是不確定的。激光是同種原子在同樣的兩個能級間發(fā)生躍遷生成的，其特性是：是相干光。（由 于是相干光，

11、所以和無線電波一樣可以調(diào)制，因此可以用來傳遞信息。光纖通信就是激光和光導(dǎo)纖維結(jié)合的產(chǎn)物。）平行度好。（傳播很遠距離之后仍能保持一定強度，因此可以用來精確測距。激光雷達不僅能測距，還能根據(jù)多普勒效應(yīng)測出目標(biāo)的速度，對目標(biāo)進行跟蹤。還能用于在VCD或計算機光盤上讀寫數(shù)據(jù)。）亮度高。能在極小的空間和極短的時間內(nèi) 集中很大的能量。（可以用來切割各種物質(zhì)，焊接金屬，在硬材料上打孔，利用激光作為手術(shù)刀切開皮膚做手術(shù)，焊接視網(wǎng)膜。利用激光產(chǎn)生的高溫高壓引起核聚變。）7、粒子物理學(xué)到19世紀(jì)末，人們認識到物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子由原子核和電子組 成，原子核由質(zhì)子和中子組成。20世紀(jì)30年代以來，人

12、們認識了正電子、科子、 K介子、兀介子等粒子。后來又發(fā)現(xiàn) 了各種粒子的反粒子（質(zhì)量相同而電荷及其它一些物理量相反）?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達 400多種，形成了粒子物理學(xué)。按照粒子物理理論，可以將粒子分成三大類：媒介子、輕子和強子，其中強子是由更基本的粒子一一夸克組成。從目前的觀點看，媒介子、輕子和夸克是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“點狀”粒子。用粒子物理學(xué)可以較好地解釋宇宙的演化。二、原子核1、天然放射現(xiàn)象（1）天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦石能放射出某 種人眼看不見的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。放射性：物質(zhì)能發(fā)射出上述射線的性質(zhì)稱放射性放射性元素：具有放射性的元

13、素稱放射性元素天然放射現(xiàn)象：某種元素白發(fā)地放射射線的現(xiàn)象，叫天然 放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象：表明原子核存在精細結(jié)構(gòu),是可以再分的（2）放射線的成份和性質(zhì)：用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線，在電場中軌跡，如圖 （1）各種放射線的性質(zhì)比較XXX 一）種類本質(zhì)質(zhì)里（u）電荷（e）(c)電用性貫穿性a射線氨核4+20.1最強最弱，紙能擋住3射線電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板丫射線所001最強，穿幾cm鉛版如、圖所示，在勻強磁場和勻強電場中都是3比a的偏轉(zhuǎn)大，丫不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線。圖中丫肯定打在O點；如果a也打在O點，則3必打在 O點下

14、方；如果3也打在 O點，則a必打在 O點下方。例題：如圖所示，鉛盒 A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出， TOC o 1-5 h z 在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有|A.打在圖中a、b、C三點的依次是a射線、丫射線和3射線Ajaa射線和3射線的軌跡是拋物線國ba射線和3射線的軌跡是圓弧D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b1 c解析：由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中a粒子受的洛倫茲力向上，3粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧。由于a粒子速度約是光速的1/10,而3粒子速度接近光速，所以在同樣

15、的混合場中不可能都做直線運動(如果一個打在b,則另一個必然打在 b點下方。)本題選AC。MN例題：如圖所示，是利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置。假如放放射源 賬射源能放射出a、3、丫三種射線，而根據(jù)設(shè)計，該生產(chǎn)線壓制的是,演3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的 射線對控制厚度起主要作 0 探測接收器 用。當(dāng)探測接收器單位時間內(nèi)接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)值時，將會通過自動裝置將 M、N兩個軋輻間的距離調(diào) 一些。解析：“射線不能穿過 3mm厚的鋁板，丫射線又很容易穿過3mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響。而3射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會使穿過鋁板的3射線的強度發(fā)生較明顯

16、變化。即是3射線對控制厚度起主要作用。若超過標(biāo)準(zhǔn)值，說明鋁板太薄了，應(yīng)該將兩個軋輻間的距離調(diào)節(jié)得大些。2、原子核的衰變：(1)衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化稱為衰變在原子核的衰變過 程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒類型衰笠方程規(guī)律衰變工一-產(chǎn)產(chǎn),、電荷數(shù)減少2 新核質(zhì)量數(shù)減少4衰變y _i_0e z稔升1上1,、電荷數(shù)增加1新核 .日立4T4質(zhì)量數(shù)/、父射線是伴隨、衰變放射出來的高頻光子流在衰變中新核質(zhì)子數(shù)多一個，而質(zhì)量數(shù)不變是由于反映中有一個中子變?yōu)橐粋€質(zhì)子和 一個電子，即：;口一怛*(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_t原子核的統(tǒng)計規(guī)律)計算

17、式為：Nt N0 - T N表示核的個數(shù) ，此式也可以演變成2ttmt m01T或nt n01T,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22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，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。例題：2921Th衰變?yōu)?8；Pb要分別經(jīng)過多少次衰變和 衰變？解析：原子核發(fā)生一次衰變時質(zhì)量數(shù)減少 4,電荷數(shù)減少2,發(fā)生一次 衰變時質(zhì)量數(shù)不 變，電荷數(shù)增加1,因此，根據(jù)質(zhì)量數(shù)由 232減少到208知發(fā)生 衰變次數(shù)為6次。原子核發(fā)生6次 衰變電荷數(shù)要減少 12,核電荷數(shù)將由90減少到78,現(xiàn)在實際電荷數(shù)為82,為了使電荷數(shù)從 7

18、8增加到82,故要發(fā)生8278=4次 衰變。例題：兩個放射性元素樣品 A、B,當(dāng)A有5的原子核發(fā)生衰變時，B恰好有_63的原子 1664核發(fā)生了衰變，可知 A和B的半衰期之比TA : TB為多少？解析：由題知這段時間內(nèi) A有1/16未衰變的，亦即1/24未衰變，經(jīng)歷時間t 4TA ； B有1/64未衰變，即1/26未衰變，t 6TB ,則t 4Ta 6Tb，得 Ta ： Tb =3 ： 23、原子核的人工轉(zhuǎn)變：原子核的人工轉(zhuǎn)變是指用人工的方法(例如用高速粒子轟擊原子核)使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。(1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：1919年，盧瑟福用粒子轟擊氯原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。1441717 N 2 He 8 O 1

19、H(2)中子的發(fā)現(xiàn)：1932年，查德威克用粒子轟擊被核，發(fā)現(xiàn)中子。：能心比一加七口4、原子核的組成和放射性同位素(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)稱為核子在原子核中：質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減電荷數(shù)(2)放射性同位素：具有相同的質(zhì)子和不同中子數(shù)的原子互稱同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時，發(fā)生核反應(yīng)。4jP+in:滬發(fā)生+ 衰變，放出正電子能一陶加.放射性同位素的應(yīng)用利用其射線：a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。丫射線貫穿性強，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種

20、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(jié)構(gòu)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)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素(種類齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理?？芍瞥筛鞣N形狀，強度容易控制)。例題：近年來科學(xué)家在超重元素的探測方面取得了重大進展?？茖W(xué)家們在觀察某兩個重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)所生成的超重元素的核Ax經(jīng)過6次“衰變后成為253 Fm ,由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是A.124, 259B.124, 265

21、C.112, 265D.112, 277解析：每次a衰變質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2,因此該超重元素的質(zhì)量數(shù)應(yīng)是277,電荷數(shù)應(yīng)是112,選D。例題：完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，哪個是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。 TOC o 1-5 h z 14114 八，、14417 八 7 N+0 nf6 C+ 7 N+2 He一 8 O+ 15 B+ 0 n 一+ 2He 4 Be+ 2He + 0 n56257 26 Fe+ 1H - 27C0+解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以判定：；H,；H,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程Ui, (4) 12C,發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程0n例題：一塊含

22、鈾的礦石質(zhì)量為M,其中鈾元素的質(zhì)量為m。鈾發(fā)生一系列衰變，最終生成物為鉛。已知鈾的半衰期為T,那么下列說法中正確的有A.經(jīng)過兩個半衰期后這塊礦石中基本不再含有鈾了B.經(jīng)過兩個半衰期后原來所含的鈾元素的原子核有m/4發(fā)生了衰變 TOC o 1-5 h z C.經(jīng)過三個半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩m/8D.經(jīng)過一個半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下M/2解析：經(jīng)過兩個半衰期后礦石中剩余的鈾應(yīng)該還有m/4,經(jīng)過三個半衰期后還剩m/8。因為衰變產(chǎn)物大部分仍然留在該礦石中，所以礦石質(zhì)量沒有太大的改變。本題選Co例題：關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的有A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達到

23、消除有害靜電的目的B.利用丫射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D.用丫射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 解析：利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電泄出。丫射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視。作物種 子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)秀品種。用Do本題選0Y射線治療月中瘤對人體肯定有副作用，因此要科學(xué)地嚴(yán)格控制劑量 例題：K-介子衰變的方程為K 冗 冗,其中K-介子和兀-介子帶負的基元電荷，兀0介子不帶電

24、。一個K-介子沿垂直于磁場 的方向射入勻強磁場中， 其軌跡為圓弧 AP,衰變后產(chǎn)生的兀-介子 的軌跡為圓弧 PB,兩軌跡在P點相切，它們的半徑 Rk-與Rl之 比為2： 1。兀介子的軌跡未畫出。由此可知兀 -介子的動量大小 與兀0介子的動量大小之比為A.1 ： 1B.1 : 2C.1 ： 3解析：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式D.1 : 6r=mv/qB又相同，說明它們的動量大小之比是2： 1,方向相反。由動量守恒得兀K-介子和兀-介子電荷量 :0介子的動量大小是Co兀-介子的三倍，方向與兀-介子的速度方向相反。選 三、核能：1、核能：核子結(jié)合成的子核或?qū)⒃雍朔纸鉃楹俗訒r，都要

25、放出或吸收能量，稱為核臺匕 目匕。i+i*iH+r2、質(zhì)能方程：愛因斯坦提出物體的質(zhì)量和能量的關(guān)系：E mc2 質(zhì)能方程3、核能的計算：在核反應(yīng)中，及應(yīng)后的總質(zhì)量，少于反應(yīng)前的總質(zhì)量即出現(xiàn)質(zhì)量虧損, 這樣的反就是放能反應(yīng)，若反應(yīng)后的總質(zhì)量大于反應(yīng)前的總質(zhì)量，這樣的反應(yīng)是吸能反應(yīng)。 TOC o 1-5 h z 吸收或放出的能量，與質(zhì)量變化的關(guān)系為：Emc2例題：計算 m 116606 10 27 kg的質(zhì)量相當(dāng)?shù)哪芰?E ?2E m c HYPERLINK l bookmark27 o Current Document ”a 216606 102.9979 101014924 10 J HYPE

26、RLINK l bookmark31 o Current Document 一一一 90.9315 10 ev9315 mev為了計算方便以后在計算核能時我們用以下兩種方法方法一：若已知條件中m以千克作單位給出，用以下公式計算2E m c公式中單位：mi kg; Cm/s; E J方法二：若已知條件中m以 作單位給出，用以下公式計算E Dm 9315 Mev / m公式中單位：Dm kg； E Mev4、釋放核能的途徑一一裂變和聚變(1)裂變反應(yīng)：裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫做原子核的裂變反應(yīng)。例如：花一國河而鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)繼

27、續(xù)下去。a)裂變物質(zhì)的體積，超過臨界體積鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：功有中子進入裂變物質(zhì)冠U裂變時平均每個核子放能約1 Mev能量1kg呂5U全部裂變放出的能量相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出能量(2)聚變反應(yīng)：聚變反應(yīng)：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應(yīng)，稱為聚變反應(yīng)。.2341例如：1H 1H 2He 0n 17.6Mev平均每個核子放出 3Mev的能量聚變反應(yīng)的條件；幾百萬攝氏度的高溫例題：一個氫原子的質(zhì)量為1.6736 X 10-27kg, 一個鋰原子的質(zhì)量為11.6505 X 10-27kg, 一個氯原子的質(zhì)量為6.6467 X 10-27kgo 一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)?個“粒子，寫出核

28、反應(yīng)方程，并計算該反應(yīng)釋放的核能是多少？ 1mg鋰原子發(fā)生這樣的反應(yīng)共釋放多少核能？ 解析：1 H+ 7 Li - 2 4He反應(yīng)前一個氫原子和一個鋰原子共有 8個核外電子，反應(yīng)后兩 個氨原子也是共有 8個核外電子，因此只要將一個氫原子和一個鋰原子的總質(zhì)量減去兩個氨原子的質(zhì)量，得到的恰好是反應(yīng)前后核的質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉。由質(zhì)能方程AE= mc2得釋放核能 E= 2.76X 10-12j1mg鋰原子含鋰原子個數(shù)為10-6+ 11.6505X 10-27,每個鋰原子對應(yīng)的釋放能量是2.76X10-12J,所以共釋放2.37 X 108J核能。例題：靜止的氫核282 Rn放出a粒子后變成針核

29、288 PO, a粒子動能為E,。若衰變放出的能量 全部變?yōu)榉礇_核和a粒子的動能，真空中的光速為 C,則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為A. A EaB. 0C.222 laD.三218 c2218 c2222 c22解析：由于動量守恒，反沖核和a粒子的動量大小相等，由E _K_222 Ea2218 c2K 2m八一，222，八、口，能之比為4： 218,因此衰變釋放的總能量是 E，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是218例題：靜止在勻強磁場中的一個 15B核俘獲了一個速度為向 v =7.3 104m/s的中子而發(fā)生核 反應(yīng)，生成a粒子與一個新核。測得a粒子的速度為2X 104 m/s,方向與反應(yīng)前中子運動的方向相同，且與磁感線方向垂直。求：寫出核反應(yīng)方程。畫出核反應(yīng)生成的兩個粒子的 運動軌