1樓:清晨在雲端
原子物理學[1]是研究原子的結構、運動規律及相互作用的物理學分
支。它主要研究內:原子容
的電子結構;原子光譜;原子之間或與其他物質的碰撞過程和相互作用。國內教材以褚聖麟教授的原子物理學為主。詞條詳細介紹了原子物理學的發展歷史、運用、基本知識以及教材等內容。
請教高中物理競賽的原子物理學知識點(越詳細越好,不要習題)
2樓:高克攀
考點65 原子核式結構 原子核
α粒子散射實驗、原子核式結構、衰變、以及原子核的人工轉變、裂變、聚變都屬於i類要求;
核能、質量虧損、質能方程屬於ii類要求.
☆考點透視☆
1.盧瑟福的原子模型——核式結構
(1)α粒子散射實驗
1α粒子散射實驗的結果:盧瑟福在α粒子轟擊金箔的實驗中,絕大多數α粒子不偏轉;極少數發生較大偏轉;極個別的甚至**回來.
2α粒子散射實驗的啟示:絕大多數α粒子直線穿過,反映原子內部存在很大的空隙;少數α粒子較大偏轉,反映原子內部集中存在著對α粒子有斥力的正電荷;極個別α粒子**,反映個別粒子正對著質量比α粒子大很多的物體運動時,受到該物體很大的斥力作用.
(2)原子的核式結構
盧瑟福依據α粒子的散射實驗的結果,提出了原子的核式結構:在原子中心有一個很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在核裡,帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.
2.天然放射現象
(1)元素自發地放出射線的現象叫做天然放射現象,首先由貝克勒耳發現,天然放射現象的發現,說明原子核還有內部結構.
(2)具有放射性的元素叫放射性元素.
3.衰變
(1)不穩定的原子核自發放出α粒子或β粒子後,轉變為新核的變化稱為原子核的衰變.γ射線是伴隨著α衰變或β衰變產生的,也叫γ輻射.天然放射現象就是原子核的衰變現象.
(2)三種射線的性質
種類 α射線 β射線 γ射線
組成高速氦核流 高速電子流 光子流
(高頻電磁波)
帶電量 2e -e 0
質量 4
( =1.67× kg)
靜止質量為零
在電磁場中 偏轉 與α射線反向偏轉 不偏轉
穿透本領 最弱 較強 最強
對空氣的電離作用 很強 較弱 很弱
在空氣中的徑跡 粗、短、直 細、較長、 曲折 最長
通過膠片 感光 感光 感光
(3)半衰期:放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間.半衰期由核內部本身的因素決定,跟原子所處的物理或化學狀態無關。半衰期是大量原子核衰變時的統計規律,個別原子核經多長時間衰變無法**。
(4)衰變規律
衰變規律 α衰變
(新核的核電荷數少2,質量數少4)
β衰變(核電荷數加l,質量數不變,中子變質子)
半衰期t
一半原子核發生衰變需要的時間
4.原子核的人工轉變
(1)原子核的人工轉變是用高速運動的粒子轟擊原子核,產生另一種新核的方法.
(2)質子的發現.
1盧瑟福發現質子的實驗:用α粒子轟擊氮原子核.
2核反應方程:
3質子的成因:
即α粒子進入氮核,形成複核 ,複核不穩定,衰變時放出質子.
(3)中子的發現
1盧瑟福預見中子的存在,後英國物理學家查德威克發現了中子.
2核反應方程式
3中子是一種不帶電,穿透力很強的粒子,其質量與質子質量差不多.
5.原子核的組成
原子核是由質子和中子組成,質子和中子統稱核子.
注意:原子核是由質子和中子組成的,質子和中子可以相互轉化,如 ,
原子序數=核電荷數=原子核外電子數;中子數=質量數一質子數。
6.人工放射性同位素的發現
(1)2023年,居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時,發現了放射性同位素和正電子,核反應方程式為
, (2)放射性同位素:具有放射性的同位素叫放射性同位素,如上式中的 就是磷的一種同位素,具有放射性.
(3)正電子:質量與電子相同帶一個單位正電荷的粒子,其產生的實質是質子衰變成中子時產生的,方程為
(4)放射性同位素的應用:
1利用它的射線;2作為示蹤原子.
7.核能
(1)核能核子結合成原子核需要放出能量,這叫原子的結合能,稱為核能.
(2)質量虧損:
組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差(或者參加核反應的原子核總質量與生成新原子核的總質量之差)叫質量虧損
(3)愛因斯坦質能方程
凡具有質量的物體都具有能量,物體的質量和能量間的關係為:
若原子核質量虧損△m.對應釋放的能量為 .
說明:(1)質量虧損並不是質量損失(消失)也不是與質量守恆定律相矛盾,而是虧損的質量以能量的形式輻射出去了。
(2)在核能的計算中c的單位取國際單位制,此時若△m的單位為kg,能量的單位為j,當△m的單位為u(原子質量單位)時,記住1u相當於931.5 mev的能量關係,然後據此進行計算。
8.重核的裂變與輕核的聚變
(1)重核的裂變
1裂變:重核**成兩個質量較小的原子核的核反應叫裂變.
2鏈式反應:裂變要在一定的條件下才能進行,比如鈾235核受到中子轟擊時會發生裂變,而裂變時又要放出一些中子,這些中子又可引起其它的軸235核裂變,而使裂變反應不斷進行下去,這種反應叫做鏈式反應.
3核反應堆:使原子核裂變的鏈式反應能夠有控制地持續進行的裝置,是核電站應用核能發電的核心設施.
(2)輕核的聚變
1聚變:輕核結合成質量較大的原子核的核反應稱為聚變.
2熱核反應:聚變必須在輕核間的距離十分接近,即達到10-15m時才能進行.在極高溫度下,原子核可以獲得足夠的動能克服庫侖斥力而發生聚變,這種聚變反應叫做熱核反應.
3目前已實現的人工熱核反應是氫彈的**.
●難點釋疑●
1.愛因斯坦的質能方程e=mc 2指出了物體的能量e 與質量m 的密切關係,當物體的質量增加δm時,
它的能量會相應的增加δe;質量減少δm時,能量會相應的減少δe,關係是δe=δm c 2。
2.在無光子輻射的情況下,核反應中釋放的核能轉化為新核和新粒子的動能,因而在此情況下可用動量守恆和能量守恆來解決問題。
◎命題趨勢◎
本考點介紹了在研究原子核過程中的重要實驗,如原子核的人工轉變,質子、中子的發現,重點是愛因斯坦的質能方程.前幾年高考本節難度不大,題型多為選擇和填空,但近年來高考與高科技前沿知識相結合導致本節內容難度增大,主要是通過情景的設定考查學生的閱讀理解能力及知識綜合能力.
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3樓:匿名使用者
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