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近代物理
一、知识网络
一、知识网络
原子物理
原子构造原子核的构成
电子的发現(1897)α粒子散射(1909)核式构造与经典
汤姆生“蛋糕式”卢瑟福核式构造电磁理论的矛盾核反应
原子构造模型模型(1911)波尔原子理论
氢原子能级公式天然衰变人工转变重核裂变轻核聚变
α衰变质子、中子核反应堆热核反应
β衰变的发現
半衰期核能
表达放射性元素△E=△mc
衰变的快慢
二、画龙点睛
二、画龙点睛
概念
概念
一、原子构造:
1、电子的发現和汤姆生的原子模型:
(1)电子的发現:
1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发現了电子。
电子的发現表明:原子存在精细构造,从而打破了原子不可再分的观念。
(2)汤姆生的原子模型:
19汤姆生设想原子是一种带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、粒子散射试验和原子核构造模型
(1)粒子散射试验:19,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完毕
①装置:
②現象:
a.绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿本来方向运动,不发生偏转。
b.有少数粒子发生较大角度的偏转
c.有很少数粒子的偏转角超过了90度,有的几乎到达180度,既被反向弹回。
(2)原子的核式构造模型:
由于粒子的质量是电子质量的七千多倍,因此电子不会使粒子运动方向发生明显的变化,只有原子中的正电荷才有也許对粒子的运动产生明显的影响。假如正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,粒了运动将不发生明显变化。散射试验現象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
19,卢瑟福通过对粒子散射试验的分析计算提出原子核式构造模型:在原子中心存在一种很小的核,称為原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎所有的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径不不小于10-14m,原子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原子模型
(1)原子核式构造模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)
a. 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不停地向周围发射电磁波,电子的能量就要不停减少,最终电子要落到原子核上,这与原子一般是稳定的事实相矛盾。
b. 电子绕核旋转時辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,伴随旋转轨道的持续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是持续变化,因此按照这种推理原子光谱应是持续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
(2)玻尔理论
上述两个矛盾阐明,经典电磁理论已不合用原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,运用普朗克的能量量了化的概念,提了三个假设:
①定态假设:原子只能处在一系列不持续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。
②跃迁假设:原子从一种定态(设能量為E2)跃迁到另一定态(设能量為E1)時,它辐射成吸取一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,既hv=E2-E1
③轨道量子化假设,原子的不一样能量状态,跟电子不一样的运行轨道相对应。原子的能量不持续因而电子也許轨道的分布也是不持续的。既轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2的整数倍,既:轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/的整数倍,既
n為正整数,称量数数
(3)玻尔的氢子模型:
①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设基础上,运用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外电子的各条也許轨道的半径,以及电子在各条轨道上运行時原子的能量,(包括电子的动能和原子的热能。)
氢原子中电子在第几条也許轨道上运动時,氢原子的能量En,和电子轨道半径rn分别為:
其中E1、r1為离核近来的第一条轨道(既n=1)的氢原子能量和轨道半径。既:E1=-13.6ev,r1=0.53×10-10m(以电子距原子核无穷远時电势能為零计算)
②氢
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