高中物理-选修3-5知识点.docVIP

原子物理〔3—5〕

〔一〕动量

物体的动量P=mv，矢量

动量守恒,使用时需选择正方向

条件：〔Ⅰ〕系统F合=0；〔Ⅱ〕F内F外；〔Ⅲ〕系统某方向上F合=0

实例：碰撞、爆炸、反冲等

动量与动能

，

练习1：静止的核俘获一个速度的中子而发生核反响，生成一个新核和速度大小为、方向与反响前中子速度方向相同的氦核，上述核反响方程为，另一个新核的速度大小为m/s。

练习2：〔教科书P51〕两个氘核聚变时产生一个中子和一个氦核〔氦的同位素〕，氘核的质量mH=2.0141u，氦核的质量为mHe=3.0160u，中子的质量为mn=1.0087u，〔以上质量均指静质量〕

〔1〕写出核反响方程

〔2〕计算反响释放出的核能

〔3〕如果反响前两个氘核的动能均为0.35Mev，它们正面对碰发生聚变，且反响释放的核能全部转化为动能，计算反响生成的氦核和中子的动能。

〔二〕原子结构

1.原子模型

2．氢原子光谱

〔1〕光谱种类

①发射光谱：物质发光直接产生的光谱。〔例如炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线〕

②吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。

〔2〕氢原子的光谱是线状的〔这些亮线称为原子的特征谱线〕，即辐射波长是分立的。

3．玻尔的原子能级结构

①卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾〔“核式结构模型”无法解释a、原子的稳定性；b、原子光谱的分立特征〕1913年玻尔〔丹麦〕在其根底上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。

②玻尔理论的三点假设：

a.?能级假设：原子只能处于一系列不连续能量状态，在这些状态时原子稳定，不辐射能量

b.?跃迁假设：原子从一个定态跃迁到另一个定态，吸收或放出光子能量由两定态能量差决定：hv=E高-E低

c.?轨道量子化和能量量子化假设：围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，原子不同能量状态对应于电子不同的运行轨道相对应,轨道不连续。

③玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念〔提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的现状谱〕，局限之处在于它过多的保存了经典理论〔经典粒子、轨道等〕，无法解释复杂原子光谱

4．氢原子能级图

①电子在n轨道上运动的能量〔n为量子数，即轨道序数〕

E1=-13.6eV能量最少〔选定离核无限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小〕

②轨道半径rn=n2r1r1=0.53m

③氢原子能级状态：基态〔最稳定〕——E1

激发态——E2，E3，……

跃迁时放出或吸收光子的能量

能量关系

⑦一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为

〔三〕原子核核反响

1．三种衰变

射线

本质

速度

特性

α射线

氦原子核〔〕流

贯穿能力小，电离作用强。

β射线

高速电子〔〕流

V≈C

贯穿能力强，电离作用弱。

γ射线

高频电磁波〔光子〕

V=C

贯穿能力很强，电离作用很弱。

衰变：原子核由于放出某种粒子而转变位新核的变化。

放出α粒子的叫α衰变。放出β粒子的叫β衰变。放出γ粒子的叫γ衰变。

哀变规律：〔遵循电荷数守恒、质量数守恒〕

α衰变：

β衰变：〔β衰变的实质是=+〕

γ衰变：伴随着α衰变或β衰变同时发生。没有单独的γ衰变

2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。

放射性元素的衰变快慢是由核内部本身因素决定，与原子所处的物理状态〔固态、液态、温度、压强等〕与化学状态〔单质、化合物等〕无关，它是对大量原子的统计规律。对少量或几个原子核谈半衰期毫无意义。

，m=m0〔〕n

3．亨利.贝克勒尔发现放射性元素

玛丽.居里夫妇发现镭元素

质子的发现〔1919年，卢瑟福〕

中子的发现〔1932年，查德威克〕

发现放射性同位素、正电子〔约里奥.居里夫妇〕，

4．核力与结合能质量亏损

〔1〕核力：核子间存在着强大的核力

①短程力，2×10-10m

②核力与核子是否带电无关〔质子、中子间〕

〔2〕结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。

〔3〕比结合能：原子核的结合能△E除以核子数A，即