第十二章 第2节 原子结构与原子核-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

实验四　探究加速度与力、质量的关系 第2节　原子结构与原子核 积累 必备知识 一、原子结构 1.电子的发现:英国物理学家 发现了电子。 2.原子的核式结构 (1)α粒子散射实验:1909～1911年,英籍物理学家 和他的学生进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞了回来”。(如图所示) 汤姆孙 卢瑟福 (2)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的 和几乎全部 都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。 二、氢原子光谱和玻尔的原子模型 1.光谱 (1)光谱及其分类:用棱镜或光栅可以把物质发出的光按 (频率)展开,获得 (频率)和强度分布的记录,即光谱。有些光谱是一条条的亮线,叫做谱线,这样的光谱叫做线状谱。有的光谱看起来不是一条条分立的谱线,而是连在一起的光带,叫做连续谱。 (2)光谱分析:每种原子都有自己的 谱线,可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分。这种方法称为光谱分析。 正电荷 质量 波长 波长 特征 3.玻尔原子理论的基本假设 (1)轨道量子化与定态:电子只能在 轨道上运动,原子的能量也只能取一系列 的值。这些量子化的能量值叫做 。原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为 态。能量最低的状态叫做 态,其他的状态叫做 态。 (2)频率条件:当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em,m<n)时,会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量),这个光子的能量由前后两个能级的 决定,即hν= ,这个式子称为频率条件,又称 .条件。反之,当电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道, 的光子的能量同样由频率条件决定。 整 特定 特定 能级 定 基 激发 能量差 En-Em 辐射 吸收 4.氢原子的能级图 三、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素 1.原子核的组成:原子核是由 和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的质子数。 2.天然放射现象 元素自发地发出 的现象,首先由贝可勒尔发现。天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。 3.放射性同位素的应用与防护 (1)放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。 (2)应用:消除静电、工业探伤、做 原子等。 (3)防护:防止放射性对人体组织的伤害。 质子 射线 示踪 4.原子核的衰变 (1)衰变:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种 的变化。 原子核 (3)核反应方程:质量数守恒、电荷数守恒,但不是总质量守恒。 (4)半衰期:放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件无关。 半数 四、核力和核能 1.核力 原子核内部, 所特有的相互作用力。核子数越多,结合能越大,比结合能不一定越大。 2.核能 (1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE= 。 (2)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。质能方程表明质量和能量有着紧密联系,但不能相互转化。 五、裂变反应和聚变反应 1.重核裂变 (1)定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 核子间 Δmc2 (3)链式反应:重核裂变产生的 使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 (4)临界体积和临界质量:裂变物质能够发生链式反应的 体积及其相应的质量。 (5)裂变的应用:原子弹、核电站。 (6)反应堆构造:核燃料、慢化剂、 、防护层。 2.轻核聚变 (1)定义:两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在 .下进行,因此又叫热核反应。 中子 最小 镉棒 高温 1.易错辨析 (1)α、β、γ三种射线中,α射线的电离作用最强。(　 　) (2)半衰期与温度无关。(　 　) (3)如果某放射性元素的原子核有100个,经过一个半衰期后还剩50个。( 　) (4)所有元素都可以发生衰变。(　 　) (5)核反应中质量数守恒,故没有质量亏损。(　 　) (6)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量。(　 　) √ √ × × ×