第15章 第42讲 原子结构 氢原子光谱 核能-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备（教师课件）

第十五章　近代物理 第42讲　原子结构　氢原子光谱　核能 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 01 基础知识梳理 02 关键考能突破 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 电子 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 卢瑟福 绝大多数 少数 极少数 质量 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 波长 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 特征谱线 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 稳定 Em－En 不连续 不连续的 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 最低 正整数 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 －13.6 n2r1 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 质子 自发 贝克勒尔 复杂 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 天然 示踪原子 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 α粒子或β粒子 原子核 原子核 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 半数 内部 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 核子 短程 核子 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 释放 能量 核子数 大 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 mc2 Δmc2 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 质量 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 较大 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 A 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 C 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 D 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 AC 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 谢 谢 观 看 按ESC键退出全屏播放 第十五章　近代物理 返回导航 下一页 上一页 1．原子结构 (1)电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了________，提出了原子的“枣糕模型”． (2)原子的核式结构 ①1909～1911年，英籍物理学家__________进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型． ②α粒子散射实验的结果：____________α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有________α粒子发生了大角度偏转，__________偏转角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图所示． ③原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部________，电子在正电体的外面运动． 2．氢原子光谱 (1)光谱 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的________(频率)和强度分布的记录，即光谱． (2)光谱分类 (3)氢原子光谱的实验规律 巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)． (4)光谱分析 由于每种原子都有自己的____________，因此可以用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义． 3．玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是________的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． (2)跃迁：当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝_____________.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是__________的，因此电子的可能轨道也是____________． 4．氢原子的能量和能级跃迁 (1)几个概念 ①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫作能级． ②基态：原子能量________的状态． ③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他状态． ④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的__________． (2)能级和半径公式 ①能级公式：En＝eq \f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝___________eV. ②半径公式：rn＝__________(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m. (3)氢原子的能级图，如图所示 5．原子核的组成、放射性及衰变 (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________地放出射线的现象，首先由____________发现． 天然放射现象的发现，说明了原子核具有________的结构． (3)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有________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____________等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害． (4)原子核的衰变 ①衰变：原子核放出__________________，变成另一种__________的变化称为__________的衰变． ②分类 α衰变：eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(A－4,Z－2)Y＋________如：eq \o\al(238, 92)U→eq \o\al(234, 90)Th＋eq \o\al(4,2)He β衰变：eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(A,Z＋1)Y＋________如：eq \o\al(234, 90)Th→eq \o\al(234, 91)Pa＋eq \o\al(0,－1)e. γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射． eq \o\al(4,2)He eq \o\al( 0,－1)e ③半衰期 定义 放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间 影响 因素 半衰期是由原子核________的因素决定的，跟原子所处的物理、化学状态无关 6.核力、核能 (1)核力 定义 原子核内部________间特有的相互作用力 特点 是强相互作用的一种表现是________力，作用范围在1.5×10－15m之内每个核子只能与与其相邻的________发生核力作用 (2)核能 ①结合能：核子结合为原子核时________的能量或原子核分解为核子时吸收的________，叫做原子核的结合能，也称核能． ②比结合能 定义 原子核的结合能与__________之比，称作比结合能，也叫平均结合能 特点 不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越______，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 ③质能方程、质量亏损：爱因斯坦质能方程E＝______，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝__________. (3)获得核能的途径 ①重核裂变 定义 铀核在被中子轰击后分裂成两块________差不多的碎块的这类核反应 特点 裂变过程中能够放出巨大的能量；同时放出2～3(或更多)个中子；裂变的产物不是唯一的．典型的裂变方程eq \o\al(235, 92)U＋eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(89,36)Kr＋eq \o\al(144, 56)Ba＋________ 3eq \o\al(1,0)n ②轻核聚变 定义 两个轻核结合成质量________的核的核反应 优点 a.产能效率高．b.聚变材料的储量丰富．c.更为安全、清洁．典型的聚变方程：H＋H→He＋________＋17.6 MeV eq \o\al(1,0)n (2)氢原子能级图的意义 相关量 意义 能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态 横线左端的数字“1，2，3…” 表示量子数 横线右端的数字“－13.6， －3.4…” 表示氢原子的能量 相邻横线间的距离 表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小 带箭头的竖线 表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En 考点四　核反应类型与核反应方程、核能 1．核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U→Th＋He β衰变 自发 Th→Pa＋ e 人工转变 人工 控制 N＋He→O＋H(卢瑟福发现质子) He＋Be→C＋n(查德威克发现中子) Al＋He→P＋n (约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时探测到正电子) P→Si＋e 重核 裂变 比较容易进行人工控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H→He＋n $$