3-5原子物理知识点总结.docx

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1、.检查重点：1. 光电效应2. 玻尔原子假设与能级跃迁规律3. 半衰期4. 爱因斯坦质能方程及其计算5. 物理学史（物理学家的贡献）第 17 章光电效应波粒二象性一、黑体辐射与能量子1.黑体辐射的实验规律一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加b随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动2能量子（ 1）定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的这个不可再分的最小能量值 叫做能量子h 6.

2、63 1034（ 2）能量子的大小： h ，其中 是电磁波的频率，h 称为普朗克常量Js.二、光电效应1光电效应现象光电效应： 在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应， 发射出来的电子叫做光电子2光电效应实验规律(1) 每种金属都有一个极限频率(2) 光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大(3) 光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的(4) 光电流的强度与入射光的强度成正比3爱因斯坦光电效应方程(1) 光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为 h ，其中 h 是普朗克常量，其值为 6.63 1034 J

3、 s.(2) 光电效应方程： Ek h W0.其中 h 为入射光的能量，Ek 为光电子的最大初动能，W0 是金属的逸出功4遏止电压与截止频率(1) 遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.(2) 截止频率： 能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率 (又叫极限频率 )不同的金属对应着不同的极限频率(3) 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功5 由 Ek 图象 (如图 )可以得到的信息(1) 极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c.(2) 逸出功：图线与Ek 轴交点的纵坐标的绝对值E W0.(3) 普朗克常量：图线的斜率 k h. 三、光的波粒二象性与物

4、质波1光的波粒二象性(1) 光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2) 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性(3) 光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性2. 光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象。康普顿效应： 在研究电子对X 射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。;.2hhh光子的 量：由于光子的能量是h ，由相 知E=mc，因此 m=c2， 量 p=c=。3物 波(1) 概率波光的干涉 象是大量光子的运 遵守波 律的表 ，亮条 是光子到达概率大的地方，暗条 是光子到达概

5、率小的地方，因此光波又叫概率波(2) 物 波： 也叫德布 意波； 任何一个运 的物体都有一种波与之 ，其波 = h ；宏 物体也存在波 性，p波 很小。p 运 物体的 量， h 普朗克常量 . 子衍射 明 物粒子具有波 性第 18 章 原子 构一、原子 构1 子的 ：1897 年，英国物理学家 姆生研究阴极射 了 子，并提出了原子的 糕式模型。2. 原子的核式 构（ 1） 粒子散射 的 果 大多数 粒子穿 金箔后，基本上仍沿原来的方向前 ，但少数 粒子 生了大角度偏 ，极少数 粒子的偏 超 了 90，有的甚至被撞了回来，如 所示（ 2） 瑟福的原子核式 构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子

6、核，原子的所有正 荷和几乎所有 量都集中在原子核里， 的 子在核外 核旋 二光 原子是最 的原子，其光 也最 。1885 年，巴耳末 当 已知的，在可 光区的4 条 作了分111式中 R 叫做里德伯常量，析， 些 的波 可以用一个公式表示：R(2n2 ) n= 3， 4， 5，2 个公式成 巴 末公式。三、玻 理 1定 ：原子只能 于一系列不 的能量状 中，在 些能量状 中原子是 定的， 子 然 核运 ，但并不向外 射能量2 迁：原子从一种定 迁到另一种定 ，它 射或吸收一定 率的光子，光子的能量由 两个定 的能 34量差决定，即h Em En.( h 是普朗克常量，h 6.63 10J s)

7、3 道：原子的不同能量状 跟 子在不同的 周 道 核运 相 原子的定 是不 的，因此 子的可能 道也是不 的4 原子的能 、能 公式(1) 原子的能 ( 如 所示 )(2) 原子的能 和 道半径 原子的能 公式：n12 1(n1,2,3， ) ，其中 1 基 能En EE量，其数 1 13.6 eV.Er n n2r 1( n1,2,3， ) ，其中 r 1 原子的半径公式： 基 半径，又称玻 半径，其数 r 101 0.53 10m.5. 原子 迁条件的理解(1) 原子从低能 向高能 迁，吸收一定能量的光子只有当一个光子的能量 足末E 初 ，才能h E被某一个原子吸收，使原子从低能 E 初

8、向高能 E 末 迁，而当光子能量h大于或小于E 末 E 初 都不能被原子吸收(2) 原子从高能 向低能 迁，以光子的形式向外 射能量，所 射的光子能量恰等于 生 迁 的两能 的能量差6.关于能 迁的 明(1) 当光子能量大于或等于 13.6 eV ，也可以被 于基 的 原子吸收，使 原子 离；当 于基 的 原;.子吸收的光子能量大于13.6 eV ，氢原子电离后，电子具有一定的初动能(2) 当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大(3) 一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个

9、时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种Cn2 n(n1) 但产生的跃迁只有一种而如果是一2群氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况（ 4）入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差； 若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差两种情况有所区别第 19 章原子核1. 天然放射现象（ 1）天然放射现象的发现： 1896 年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。放射性：物质能发射出上

10、述射线的性质称放射性放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。（ 2）放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如图2原子核(1) 原子核的组成原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数中子数质子数 X 元素原子核的符号为AZX ，其中 A 表示质量数， Z 表示核电荷数(2) 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质3.原子核的衰变和半衰期（ 1）原子核的衰变(1)

11、原子核放出 粒子或 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变A A 44（ 2）分类 : 衰变： ZX Z 2Y 2HeAA0 衰变： Z X Z 1Y 1e1 衰变规律及实质;. 射线： 射线经常是伴随着 衰变或 衰变同时产生的其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量 ( 核处于激发态 ) 而辐射出光子（ 3 ）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间1 t/1 t/公式： N 余 N 原(2) ， m 余 m 原(2)影响因素： 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态 (如单质、化

12、合物)无关半衰期是大量原子核衰变概率统计规律，少数几个原子核不能用半衰期公式计算4原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程.衰变类型衰变衰变衰变方程AA 44AA0Z XZ 2 Y 2HeZ X Z 1 Y 1 e2 个质子和 2 个中中子转化为质子子结合成一个整衰变实质和电子体射出11411021H 20n2He0n 1H 1e衰变规律质量数守恒、电荷数守恒(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N 24He 178 O 11H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：941214Be2He 6C 0n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：2743013

13、030013Al 2He 15P 0n.15P14Si 1 e.反应生成物 P 是磷的一种同位素，自然界没有天然的1530 P ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：（ 1）放射强度容易控制（2）可以制成各种需要的形状（ 3）半衰期更短（4）放射性废料容易处理5.重核裂变核聚变释放核能的途径 裂变和聚变裂变反应：裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。例如： 23592U01n14456 Ba 3689Kr301 n链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。链式反应的条件：临界体积，极高的温度

14、.聚变反应：聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。例如：12 H13 H24 He 01n17.6MeV一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV 的能量，平均每个核子放出的能量 3MeV 以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大34 倍。聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。（ 3）熟记一些粒子的符号粒子（ 24 He ）、质子（ 11 H ）、中子（01 n ）、电子（10 e ）、氘核（12 H ）、氚核（ 13 H ） 3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。五关于核能的计算;.1、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的

15、引力，特点：核力与核子是否带电无关短程力，其作用范围为 2.0 10 10 m ，只有相邻的核子间才发生作用），所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化。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。比结合能：结合能与核子数的比值又叫平均结合能，比结合能越大原子核越稳定。3爱因斯坦质能联系方程： E=mc 2E= mc2应用质能方程解题的流程图(1) 根据E mc2 计算，计算时m 的单位是 “kg” ， c的单位是 “ m/s” ， E 的单位是 “ J”(2) 根据 E m931.5 MeV 计算因 1 原子质量单位 (u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时m 的单位是“ u”，E 的单位是 “ MeV ”4利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算;.