原子物理概念

原子物理概念第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五第十四章原子和原子核第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

一原子的結(jié)構(gòu)(一)原子的核式結(jié)構(gòu)1.電子的發(fā)現(xiàn)，使人們認識到原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五湯式模型第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五2.a粒子散射實驗現(xiàn)象：

絕大多數(shù)a粒子穿過金鉑后仍能沿著原來的方向進行前進；少數(shù)a粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)；個別a粒子偏轉(zhuǎn)角超過900;有的甚至近1800。第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五散射演示第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

原子的核式結(jié)構(gòu):

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部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外的空間里繞原子核旋轉(zhuǎn)。原子核所帶的單位正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)。原子的半徑大約是10-10m，原子核的大小大約為10–15

～10-14m第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

3.玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型(1)定態(tài)假說：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，電子雖然繞原子核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫做定態(tài)。(2)能級躍遷假說：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子的能量由兩個定態(tài)的能量差決定，即光子的能量hr=E初-E終(3)軌道半徑假說：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道繞核運動相對應(yīng)。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。第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

4.氫原子的能級：原子各定態(tài)的能量值叫做原子能級。對于氫原子，其能級公式為

En=E1/n2

；E1=-13.6ev

對應(yīng)軌道半徑關(guān)系為：

rn=n2r1

；r1=0.53×10-10m第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五５、光譜分析：（1）、光譜：按一定次序排列的彩色光帶。（2）、光譜分析：由于每一種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學組成。這種方法叫做光譜分析。（3）、光譜分析的的原理：利用發(fā)射光譜和吸收光譜（4）、光譜分析的應(yīng)用：發(fā)現(xiàn)新元素和研究天體的化學組成。。

第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五光譜第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五納的吸收光譜第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五.練習題

1氫原子核外電子由一個軌道躍遷到另一個軌道時，可能發(fā)生的情況是()

A放出光子，動能減少，電勢能增加。

B放出光子，動能增加，電勢能減少。

C吸收光子，動能減少，電勢能增加。

D吸收光子，動能增加，電勢能減少。B第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五二原子核１．天然放射現(xiàn)象（1）.三種射線：

a射線：為氦核(42He)流,電離本領(lǐng)最強,穿透本領(lǐng)最小。?

射線：為電子(0-1e)流，電離本領(lǐng)較強，穿透本領(lǐng)較強。

r射線：波長很短的電磁波,其電離本領(lǐng)最弱,穿透本領(lǐng)最強。第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五2.原子核的衰變原子核符號：AZXA----原子核的質(zhì)量數(shù)；

Z----原子核的電荷數(shù)；

X---元素符號(1)衰變法則：a衰變：AZX→A–4Z-2Y+42He?

衰變：

AZX→AZ+1Y+0-1e(2)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間。第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

3.原子核的組成(1)原子核的人工轉(zhuǎn)變：原子核在其它粒子作用下轉(zhuǎn)變成為另一種原子核。(a)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程(1911)147N+42He→178O+11H(盧瑟夫）(b)發(fā)現(xiàn)質(zhì)中子的核反應(yīng)方程（1932）94Be+42He→126C+10n（查德威克）第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五中子發(fā)現(xiàn)第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

(c)放射性同位素同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子核互成為同位素。人工放射性的發(fā)現(xiàn)：(1934)2713Al+42He→3015P+10n3015P→3014Si+0+1e(小居里夫婦）放射性同位素的應(yīng)用：利用它的射向；作為示蹤原子。第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

(2).原子核的組成：原子核由：Z個質(zhì)子和(A-Z)個中子組成質(zhì)子(11P)；中子(10n)A---核子數(shù)（中子與質(zhì)子數(shù)之和）(3).核反應(yīng)方程：核反應(yīng)過程中遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒：

abA+cdB→efC+ghDa+

c=e+gb+d=f+h第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五

三核能的計算1.核力：為核子之間的作用力。其特點為強作用短程引力；作用范圍2.0×10-15m,只在相鄰的核子之間發(fā)生作用。第二十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期五2.核能：(1)核能的計算：核子結(jié)合成原子核時釋放的能量或原子核分解成核子時吸收的能量為核能。ΔE=ΔmC2Δm=m1-m2,1u=931.5MeVm1--核反應(yīng)前的總質(zhì)量,m2--核反應(yīng)后的總質(zhì)量(2