《浙江版2020版高考物理一輪復習第12章動量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構與原子核第3講原子結(jié)構原子核課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《浙江版2020版高考物理一輪復習第12章動量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構與原子核第3講原子結(jié)構原子核課件.ppt（60頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講原子結(jié)構原子核,知識排查,原子結(jié)構,1.電子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學家_發(fā)現(xiàn)了電子。 2.美國物理學家_測出了電子的電荷量。 3.湯姆孫原子模型 湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認為原子是一個_，_彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)， _鑲嵌其中。,湯姆孫,密立根,球體,正電荷,電子,4.粒子散射實驗,（1）實驗裝置：粒子源、_、放大鏡和_。 （2）實驗現(xiàn)象 絕大多數(shù)的粒子穿過金箔后，基本上_的方向前進； 少數(shù)粒子發(fā)生了_偏轉(zhuǎn)； 極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度_，甚至有極個別粒子幾乎被“撞了回來”。 （3）實驗意義：盧瑟福通過粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了_模型。,大于90,金箔,熒光屏,仍

2、沿原來,大角度,核式結(jié)構,5.核式結(jié)構模型 1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫_。它集中了原子全部的_和幾乎全部的_， _在核外空間運動。 6.原子核的電荷與尺度,原子核,正電荷,質(zhì)量,電子,電子數(shù),質(zhì)子和中子,質(zhì)子,10-10 m,10-15 m,1.光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的_(頻率)和強度分布的記錄，即光譜。 2.光譜分類,氫原子光譜,波長,連續(xù),吸收,特征,4.光譜分析：利用每種原子都有自己的_可以用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學元素上有著重大的意義。,特征譜線,5.理爾理論,(1)定態(tài)：原子只能處于一系列

3、_的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是_的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。 (2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或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h_。(h是普朗克常量，h6.631034 Js) (3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是_的，因此電子的可能軌道也是_的。,EmEn,不連續(xù),穩(wěn)定,不連續(xù),不連續(xù),1.原子核的組成：原子核是由_和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的_。 2.天然放射現(xiàn)象 元素_地放出射線的現(xiàn)象，首先由_發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有_的結(jié)構。 3.放射性同位素的應

4、用與防護 (1)放射性同位素：有_放射性同位素和_放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同。 (2)應用：消除靜電、工業(yè)探傷、做_等。 (3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。,原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素,質(zhì)子,質(zhì)子數(shù),自發(fā),貝克勒爾,復雜,天然,人工,示蹤原子,4.原子核的衰變,(1)衰變：原子核放出粒子或粒子，變成另一種_的變化稱為_的衰變。 (2)分類,原子核,原子核,(3)半衰期：放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的_ 、 _無關。,半數(shù),物理,化學狀態(tài),1.核力 原子核內(nèi)部，_所特有的相互作用力。 2.

5、核能 (1)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其對應的能量E_。 (2)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加m，吸收的能量為E_。,核力和核能,mc2,mc2,核子間,1.重核裂變 (1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。 (2)典型的裂變反應方程：,裂變反應和聚變反應、裂變反應堆 核反應方程,(3)鏈式反應：重核裂變產(chǎn)生的_使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程。 (4)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生_的最小體積及其相應的質(zhì)量。 (5)裂變的應用： _、核反應堆。 (6)反應堆構造：核燃料、減速劑、 _、防護層。,中子,鏈式反應

6、,原子彈,鎘棒,2.輕核聚變,(1)定義：兩個輕核結(jié)合成_的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫_ 。 (2)典型的聚變反應方程：,質(zhì)量較大,熱核反應,小題速練,1.思考判斷 (1)原子中絕大部分是空的，原子核很小() (2)核式結(jié)構學說是盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上提出的() (3)氫原子光譜是由一條一條亮線組成的() (4)玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，也成功地解釋了氦原子光譜() (5)按照玻爾理論，核外電子均勻分布在各個不連續(xù)的軌道上() (6)人們認識原子具有復雜結(jié)構是從英國物理學家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開始的() (7)人們認識原子核具有復雜結(jié)構是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)

7、質(zhì)子開始的() (8)如果某放射性元素的原子核有100個，經(jīng)過一個半衰期后還剩50個(),(9)原子序數(shù)小于83的元素都沒有放射性() (10)射線是一種高能粒子流，可以用來工業(yè)探傷() (11)原子核發(fā)生衰變時放出一個電子，說明原子核內(nèi)有電子() (12)愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化() (13)核反應遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，也遵循電荷數(shù)守恒() (14)輕核聚變須達到幾百萬攝氏度以上的高溫，自然界不存在輕核聚變() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) (10)(11)(12)(13)(14),2.(多選)從粒子散射實驗結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論，

8、其中正確的是() A.金原子內(nèi)部大部分都是空的 B.金原子是一個球體 C.湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構的實際情況 D.原子核的半徑的數(shù)量級是1015 m,解析粒子散射實驗結(jié)果表明，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，并有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至幾乎被反彈回來，則從粒子散射實驗結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論有金原子內(nèi)部大部分都是空的，湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構的實際情況，原子核的半徑的數(shù)量級是1015 m，不能說明金原子是球體，選項A、C、D正確。 答案ACD,3.在同位素氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的() A.核子數(shù)B.電子數(shù) C.中子數(shù) D.質(zhì)子數(shù)

9、 解析同位素是指在原子核中的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素，故氕、氘、氚的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù)，選項D正確。 答案D,4.(多選)以下說法中，屬于玻爾所提出的原子模型理論的是() A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做圓周運動，但不向外輻射能量 B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的 C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子 D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率,解析原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做圓周運動，但并不向外輻射能量，故A正確；原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相

10、對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B正確；電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子，故C正確；電子躍遷時輻射的光子的頻率等于能級差值，與電子繞核做圓周運動的頻率無關，故D錯誤。 答案ABC,5.(多選)關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的是(),答案AC,答案C,氫原子能級及能級躍遷,1.定態(tài)間的躍遷滿足能級差,2.電離 電離態(tài)：n，E0 基態(tài)電離態(tài)：E吸0（13.6 eV）13.6 eV電離能。 n2電離態(tài)：E吸0E23.4 eV 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動能。 3.解答氫原子能級圖與原子躍遷問題應注意 （1）能級之間發(fā)生躍遷時放出

11、（吸收）光子的頻率由hEmEn求得。若求波長可由公式c求得。 （2）一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為（n1）。 （3）一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法,4.幾種躍遷情況說明 （1）原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。 （2）當光子能量大于或等于13.6 eV時，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離。當處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時，氫原子電離后，電子具有一定的初動能。 （3）原子還可吸收外來實物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)。由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩

12、能級的能量差，就可以使原子受激發(fā)而向較高能級躍遷。,【典例】（20184月浙江選考）（多選）氫原子的能級圖如圖1所示，關于大量氫原子的能級躍遷，下列說法正確的是（可見光的波長范圍為4.0107 m7.6107 m，普朗克常量h6.61034 Js，真空中的光速c3.0108 m/s）（）,A.氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時，會輻射射線 B.氫原子處在n4能級時，會輻射可見光 C.氫原子從高能級向n3能級躍遷時，輻射的光具有顯著的熱效應 D.氫原子從高能級向n2能級躍遷時，輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小的光子能量為1.89 eV,圖1,答案BC,1.（201610月浙江選考）（多選）如圖2為氫原子

13、能級圖，氫原子中的電子從n5能級躍遷到n2能級可產(chǎn)生a光；從n4能級躍遷到n2能級可產(chǎn)生b光。a光和b光的波長分別為a和b，照射到逸出功為2.29 eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應，遏止電壓分別為Ua和Ub。則（）,A.ab B.UaUb C.a光的光子能量為2.86 eV D.b光產(chǎn)生的光電子最大初動能Ek0.26 eV,圖2,答案BCD,2.（多選）氫原子從n6能級躍遷到n2能級時輻射出頻率為1的光子，從n5能級躍遷到n2能級時輻射出頻率為2的光子。下列說法中，正確的是（） A.頻率為1的光子的能量較大 B.頻率為1的光子的動量較大 C.做雙縫干涉實驗時，頻率為1的光產(chǎn)生的條紋間距較大 D

14、.做光電效應實驗時，頻率為1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動能較大,答案ABD,答案BD,1.衰變規(guī)律及實質(zhì),（1）衰變和衰變的比較,放射性元素的衰變,（2）射線：射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時產(chǎn)生的。,2.三種射線的成分和性質(zhì),3.半衰期的理解,答案B,1.（多選）關于天然放射性，下列說法正確的是（） A.所有元素都可能發(fā)生衰變 B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D.、和三種射線中，射線的穿透能力最強,解析原子序號大于等于83的元素都能發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于83的有的也能發(fā)生衰變，選項A錯誤；半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構決定，與外界溫度無關，選項

15、B正確；放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關，選項C正確；、三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強，選項D正確。 答案BCD,解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：2382224m，92862mn，聯(lián)立解得：m4，n2。 答案B,答案B,1.核反應的四種類型,核裂變、核聚變,2.書寫核反應方程時應注意,（1）必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。 （2）核反應方程中的箭頭（）表示核反應進行的方向，不能把箭頭寫成等號。,答案BD,答案A,答案AD,1.質(zhì)能方程的三個易錯點,（1）質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量消失，只是靜止質(zhì)量變成了運動的質(zhì)量； （2）質(zhì)量虧損也不是核子個數(shù)的減少，核反應中核子個數(shù)是不變的；

16、 （3）質(zhì)量和能量這兩個量并不可以相互轉(zhuǎn)化，只是這兩個量在數(shù)值上有聯(lián)系。,核能的計算,2.核能的計算方法,（1）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程列式計算：即Emc2（m的單位：kg）。 （2）根據(jù)1 u相當于931.5 MeV，則Em931.5 MeV（m的單位：u，1 u1.660 61027 kg）。 （3）核反應遵守動量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以結(jié)合動量守恒定律和能量守恒定律來計算核能。,答案AC,解析根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的核能Emc2，m2mHmHemn0.003 5 u，則E0.003 5931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV，故選項B正確，A、C、D錯誤。 答案B,答案C,解析（1）衰變方程為,（2）上述衰變過程的質(zhì)量虧損為mmPumUm 放出的能量為Em931.5 MeV,設衰變后的鈾核和粒子的速度分別為vU和v，則由動量守恒有mUvUmv,聯(lián)立解得E5.034 MeV 答案（1）見解析（2）5.034 MeV,