原子物理16-2.ppt

题型三　　核能计算及与核能相关综合问题 (1)各种核变化(四种)若发生质量亏损，必释放出核能，可由质能方程ΔE＝Δmc2计算释放的核能． (2)在ΔE＝Δmc2中，Δm叫质量亏损，它是反应核(包括被它俘获的粒子)跟新核(包括释放出的粒子)的质量之差．并不只是新、旧核的质量之差． (3)各种核反应过程都遵守能量守恒定律和动量守恒定律．释放的核能常表现为生成的新核、放出的粒子的动能和γ射线能量．若在匀强电场或匀强磁场中发生核反应，还要联系新核及放出的粒子在电场或磁场中的运动情况综合分析． 能的转化和守恒定律是自然界中普遍遵守适用的物理规律，在处理包括核能在内的能量转化问题时，一定要弄清楚参与转化的能量形式、种类及各种形式能的计算方法．如核反应中释放的核能是与核反应中的质量亏损相对应的，若核反应中无电磁波辐射，则最终的能量即表现为新生粒子和新核的动能． 原来静止的铀U和钍234同时在同一匀强磁场中，由于衰变而开始做匀速圆周运动．铀238发生了一次α衰变，钍234发生了一次β衰变． (1)试画出铀238发生一次α衰变时所产生的新核及α粒子在磁场中运动轨迹的示意图． (2)试画出钍234发生一次β衰变时所产生的新核及β粒子在磁场中的运动轨迹的示意图． (对应学生用书P251) 易错点1：对玻尔的能级理论理解不准确造成的错误 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则(　　) A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C．在水中传播时，a光较b光的速度小 D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 [错因分析]　本题综合性比较强，学生在做题时审不清题意，不会比较可见光a、紫外线、γ射线能量间的关系，错选A或B；不清楚“跃迁”与“电离”的区别，不能根据hυ＝Em－En进行比较判断，误选D. [正确解答]　原子核外层电子跃迁产生的只能是光波，γ射线由原子核跃迁获得，A项错误；氢原子从n＝4能级向n＝3能级跃迁时产生的光的频率比从n＝3能级向n＝2能级跃迁放出的光子频率还小，不可能是紫外线，B项错误；a光能量大，频率大，在水中的速度小，C项正确；n＝2能级的电离能为3.4 eV，只有大于此能量的光子才能发生电离，D项错误．答案为C. 如下图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为(　　) A．13.6 eV B．12.75 C．10.2 eV D．12.09 eV [解析]　多个氢原子处于n＝3能级对应的激发态，才能够正好产生三种不同频率的光子，分别为hν1＝E3－E2，hν2＝E2－E1，hν3＝E3－E1.故吸收光子能量必满足hν＝E3－E1＝12.09 eV.D正确． 原子的跃迁条件hν＝Em－En对于吸收光子和放出光子都适用．注意若吸收光子的能量大于基态电离能时，原子对光子的吸收不再受能级差限制． [答案]　　D 易错点2：对衰变及衰变规律的理解不准确 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是(　　) A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱 B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核 C.U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变 D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 [错因分析]　错解1：不明确射线的本质，误认为射线即电磁波，错选A. 错解2：不理解半衰期是统计规律，只有对大量原子核才成立，因而错选B. 错解3：不清楚β衰变产生的本质原因，以为是原子核内本来就有电子而漏选D. 对于衰变，要记住以下三点：(1)三种射线的产生、本质和特性；(2)半衰期只对大量原子核才有意义；(3)衰变次数的计算顺序是先算α衰变后算β衰变． 关于半衰期，以下说法正确的是(　　) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个 D．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克 [解析]　考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确答案只有D. [答案]　　D (对应学生用书P252) 1．(2010·上海)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型