原子物理 知识点填空 -2025届高考物理一轮复习备考

原子物理基础知识整理归纳填空 一、光电效应 1.基本概念和规律的理解 单个光子能量E＝_______，决定了能否发生光电效应。一束光能量E总＝_______(N为光子数目) ①（爱因斯坦）光电效应方程：=_________________ 理解：可以表达成为（能量守恒：hγ=_________） ②截止频率： 理解：hγ≥_____ 入射光子能量_____（填＞或＜）逸出功才可能打出电子.即光子的能量越大。越容易产生光电效应现象 ③遏止电压：理解：使最有可能到达阳极的光电子_____到达阳极的反向电压 2.光电效应实验的图象 ①_____光电流——将所有光电子收集起来形成的电流； ②横截距——_____电压：光电流消失时的反向电压。与入射光的频率和金属种类_____，与入射光的光照强度_____ 3.光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律 ①任何一种金属都有一个_____频率，入射光的频率必须_____这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个极限频率的光_____产生光电效应。 ②光电子的最大初动能与入射光的强度_____，只随入射光_____的增大而_____。 ③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是_____，一般不超过10-9s ④当入射光的频率_____极限频率时，光电流强度与入射光_____成正比。 4.康普顿效应(石墨中的电子对x射线的散射现象)这两个实验都证明光具有__________ 5.光波粒二象性: _______________情况体现波动性(大量光子,传播时,λ大的明显), _______________粒子性 光波是概率波(物质波) 任何运动物体都有λ与之对应(这种波称为德布罗意波)λ=__________ 二、原子、原子核知识归类 1.整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)； 2.六子( 电子____、 质子____、 中子____、 正电子____、粒子 ____、 ____)； 3.四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(________ 方程、 ____方程)。 4. 4条守恒定律(____ 数守恒、____ 数守恒、____ 量守恒、____ 量守恒)贯串全章。 5..J.J汤姆孙模型(____模型) 汤姆孙发现____，使人们认识到____有复杂结构。从而打开原子的大门. 6..卢瑟福的____结构模型（行星式模型）卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 卢瑟福的α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是________α粒子穿过金箔后基本上仍沿____的方向前进,但是有____α粒子发生了较大的偏转.____偏转角度甚至大于90°，也就是说，他们几乎被撞了回来。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫____ ，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是____。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 三.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是____性，整数n叫____数)玻尔补充三条假设 1.定态：原子只能处于一系列不连续的____(称为____态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量. 。(本假设是针对原子稳定性提出的) 2.跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的________决定) ( 氢原子的能级图 n E /eV ∞ 0 1 -13.6 2 -3.4 3 -1.51 4 -0.85 3 E 1 E 2 E 3 )(本假设针对线状谱提出) 3.能量和轨道量子化：定态____,能量和轨道也____;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的)(针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 4.光子的发射与吸收(特别注意跃迁条件):原子发生定态跃迁时,要辐射(吸收)一定频率的光子:____＝____-____ ①轨道量子化rn=n2r1 r1=0.53×10-10m ②能量量子化： E1=-13.6eV ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hγ=Em-En ④从高能级向低能级跃迁时____光子；从低能级向高能级跃迁时可能是____光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收____频率的光子；要准确理解频率条件：只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收，稍大也不行。 而从某一能级到被____可以吸收能量____或____电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。把原子电离，电离后电子能级是连续的。 ⑤（特别注意*）对比两种计算： (大量)处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式共有____=____________种 (一个)处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式共有________种 E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2； (有规律可依) E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89； E53=0.97 E43=0.66； E54=0.31 由高能级到低能级时，动能增加，势能降低，量子数 四、天然放射现象 1.天然放射现象的发现，使人们认识到_____也有复杂结构。 核变化从_____发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究)： 2、衰变 （1）衰变的实质： ①衰变：原子核不稳定，核内两个_____、两个_____结为一体________抛射出来，形成射线，故发生一次衰变，电荷数_____，质量数_____： ②β衰变：原子核不稳定，核内_____转化为_____，同时释放出一个_____，即β射线。故发生一次β衰变，原子核电荷数要_____，而质量数_____。本质：____________________ 规律： ③γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。（核反应伴随产物） （2）计算衰变次数技巧：先由_____数变化计算衰变次数，再由_____数变化、衰变次数列方程计算β衰变次数。 3、核能的计算 （1）质量亏损是指反应前后体系静止_____的差值； （2）记住一个结论：1u=931.5MeV。 4、物理学常识 ①三种现象对比 发现者 解释者 意义 光电效应 阴极射线 天然放射现象 α粒子散射实验 原子光谱的谱线 ②三种天然放射线的本质、产生机制和特性 种 类 本 质 质量（u） 电荷（e） 速度（c） 电离性 贯穿性 α射线 ___核 _____ _____ 0.1 最___ 最____，纸能挡住 α衰变本质：2+2→ β射线 _____ 1/1840 _____ 0.99 较强 较强，穿几mm铝板 β衰变本质： γ射线 _____ 0 0 1 最____ 最__，穿几cm铅版 ③四种核反应类型及其遵循的三大规律（质量数守恒，注意质量并不守恒、电荷数守恒、能量守恒） 类型 可控性 核反应方程典例 衰 变 α衰变 自发 92238U→90234Th＋_____ (实质：核内) α衰变形成_____切(_____方向旋)， β衰变 自发 90234Th→91234Pa＋_____ 实质：核内的中子转变成了质子和中子__________（方程式) β衰变形成____切(相反方向旋)，且___圆为α、β粒子径迹。 人工转变 人工控制 _____＋24He→817O＋11H(卢瑟福发现质子) 24He＋_____→ 612C＋01n(查德威克发现中子) 1327Al＋24He→_____＋01n (约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子) 1530P→1430Si＋_____ （+β衰变） （核内） 重核裂变 比较容易进行人工控制 92235U＋_____→56144Ba＋3689Kr＋301n 92235U＋01n→54136Xe＋3890Sr＋1001n 在一定条件下(超过_____)，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。 轻核聚变 除氢弹外无法控制 12H＋_____→24He＋01n （需要几百万度高温，所以又叫_____反应） 5.两种衰变的本质及其规律半衰期 放射性元素的原子核有_____数发生衰变所需的时间叫半衰期。（对大量原子核的_____规律）计算式为： N表示核的个数 ，此式也可以演变成 ，式中m表示放射性物质的质量，N表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。 半衰期(由核内部本身的因素决定,与物理和化学状态无关)、 同位素等重要概念 放射性标志 6.放射性同位素的应用 ⑴利用其射线：____射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。_____射线贯穿性强,可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变,可用于生物工程，基因工程。 ⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。 ⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。 五、重要的物理现象或史实跟相应的科学家 单摆的等时性 伽利略 单摆的周期公式 惠更斯 电流的磁效应 奥斯特 电磁感应定律 法拉第 首先用电场线描述电场 法拉第 电子电量的测定 _____ 分子电流假说 安培 预言了电磁波的存在 麦克斯韦 建立了电磁场理论 麦克斯韦 用实验证实了电磁波的存在 _____ 光的微粒说 牛顿 光的波动说 _____ 光的电磁说 麦克斯韦 光的干涉现象 _____ 电子的发现 _____ 中子的发现 _____ 质子的发现 _____ 人工放射性同位素发现 _____ 粒子散射实验 _____ 圆满解释氢光谱 _____ 原子的核式结构模型 _____ 天然放射性的发现 _____ 光电效应规律光子说 _____ 质能方程 _____ 相对论 _____ 六、核力与结合能 1.原子核是由质子和中子组成的，它们统称为______，在原子核内把它们紧紧拉在一起的力叫做______。 2.原子核是_________凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要_________，这就是原子核的结合能。 3.原子核的结合能与_________之比，叫作比结合能，也叫作_________结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越_________，原子核越________。_________的核的比结合能最大，最稳定。 原子物理答案 一、光电效应 1.基本概念和规律的理解 单个光子能量E＝hγ 一束光能量E总＝Nhγ(N为光子数目) ① ② W0 ＞ ③ eUC EKm 不能 2.光电效应实验的图象 ①饱和 ②遏止 有关 无关 3.①极限（截止） 大于等于 不能 ②无关，只随入射光频率的增大而增大。 ③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s ④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。 4.粒子性 5.干涉 衍射 光电效应 康普顿效应 λ= 二、原子、原子核知识归类 1. 两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)； 2. 六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)； 3. 四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4. 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒) 5.枣糕模型 电子 原子有复杂结构 6.核式结构模型（行星式模型）绝大多数 沿原来的方向前进 少数 极少数 原子核 三.玻尔模型不连续性，整数n叫量子数 1. 能量状态（定态） 2. 能量差 3.不连续 不连续 4.（hγ或）hf＝E初-E末④放出 吸收 特定 电离 大于 等于 ⑤大量 =n (n－1)/2种 一个n－1 四、天然放射现象 1. 原子核 贝克勒耳 2. （1）①衰变 质子 中子 电荷数减少2，质量数减少4： ②β衰变中子转化为质子，同时释放出一个电子，即β射线。故发生一次β衰变，原子核电荷数要增加1，而质量数不变。本质： 规律： ③γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。（核反应伴随产物） （2）质量数 电荷数 3.核能的计算 质量 4、物理学常识 ①三种现象对比 发现者 解释者 意义 光电效应 赫兹 爱因斯坦 光具有粒子性 阴极射线 J.J汤姆孙 J.J汤姆孙 原子有复杂结构 天然放射现象 贝克勒耳 贝克勒耳 原子核有复杂结构.核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究) α粒子散射实验 卢瑟福 卢瑟福 原子核式结构学说 原子光谱的谱线 玻尔 玻尔 原子光谱是分立的不连续的 ②三种天然放射线的本质、产生机制和特性 种 类 本 质 质量（u） 电荷（e） 速度（c） 电离性 贯穿性 α射线 氦核 4 2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 α衰变本质：2+2→ β射线 电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几mm铝板 β衰变本质： γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几cm铅版 ③四种核反应类型及其遵循的三大规律（质量数守恒、电荷数守恒、能量守恒） 类型 可控性 核反应方程典例 衰 变 α衰变 自发 92238U→90234Th＋24He (实质：核内) α衰变形成外切(同方向旋)， β衰变 自发 90234Th→91234Pa＋－10e (实质：核内的中子转变成了质子和中子) β衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、β粒子径迹。 人工转变 人工控制 714N＋24He→817O＋11H(卢瑟福发现质子) 24He＋49Be→ 612C＋01n(查德威克发现中子) 1327Al＋24He→1530P＋01n (约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子) 1530P→1430Si＋10e（+β衰变） （核内） 重核裂变 比较容易进行人工控制 92235U＋01n→56144Ba＋3689Kr＋301n 92235U＋01n→54136Xe＋3890Sr＋1001n 在一定条件下(超过临界体积)，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。 轻核聚变 除氢弹外无法控制 12H＋13H→24He＋01n （需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 5.半数（对大量原子核的统计规律）计算式为：N表示核的个数 ，此式也可以演变成 或 6.放射性同位素的应用 ⑴利用其射线：α射线γ射线 五、重要的物理现象或史实跟相应的科学家 单摆的等时性 伽利略 单摆的周期公式 惠更斯 电流的磁效应 奥斯特 电磁感应定律 法拉第 首先用电场线描述电场 法拉第 电子电量的测定 密立根 分子电流假说 安培 预言了电磁波的存在 麦克斯韦 建立了电磁场理论 麦克斯韦 用实验证实了电磁波的存在 赫兹 光的微粒说 牛顿 光的波动说 惠更斯 光的电磁说 麦克斯韦 光的干涉现象 杨氏 电子的发现 汤姆生 中子的发现 查德威克 质子的发现 卢瑟福 人工放射性同位素发现 小居里夫妇 粒子散射实验 卢瑟福 圆满解释氢光谱 玻尔 原子的核式结构模型 卢瑟福 天然放射性的发现 贝克勒耳 光电效应规律光子说 爱因斯坦 质能方程 爱因斯坦 相对论 爱因斯坦 5、 核力与结合能 1. 核子 核力. 2. 核子 巨大的能量变化 3. 核子数 平均结合能 牢固 稳定 铁 ( 第 1 页 共 4 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$