光的波粒二象性核心內(nèi)容課標(biāo)解讀光電效應(yīng)1了解光電效應(yīng)的規(guī)律及光電管的工作原理2知道并理解極限頻率、遏制電壓的概念3理解光電效應(yīng)與光的電磁理論的矛盾光子4了解普朗克量子假說5知道金屬逸出功的概念，知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程6知道光子的概念，會用光子能量和頻率關(guān)系進(jìn)行計算康普頓效應(yīng)及其解釋7了解什么是康普頓效應(yīng)8了解光子的動量表達(dá)式9了解康普頓是如何解釋康普頓效應(yīng)的光的波粒二象性10知道光既具有波動性又有粒子性11了解光是一種概率波德布羅意波12知道實物粒子和光子一樣具有波動性13知道德布羅意波長和粒子動量的關(guān)系14知道電子云的概念15初步了解不定性關(guān)系光的粒子性◎知識梳理1．光電效應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律。（1）光電效應(yīng)現(xiàn)象。光照使物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)現(xiàn)象；所發(fā)射的電子叫光電子；光電子定向移動所形成的電流叫光電流。（2）光電效應(yīng)現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律。物體在光照的條件下發(fā)射電子而發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時遵循如下規(guī)律：（1）對于任何一種金屬，入射光的頻率必須大于某一極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個極限頻率，無論強(qiáng)度如何，無論照射時間多長，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)；（2）在單位時間里從金屬極板中發(fā)射出的光電子數(shù)跟入射光的強(qiáng)度成正比；（3）發(fā)射出的光電子的最大初動能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大；（4）只要入射光的頻率高于金屬極板的極限頻率，無論其強(qiáng)度如何，光電子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時的，不超過10—9s.2．光子說光子說的主要內(nèi)容為：沿空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱光子；光子的能量E與光的頻率ν成正比，比例系數(shù)即為普朗克常量E=hν愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=-W（Ek是光電子的最大初動能；W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。）3.康普頓效應(yīng)在研究電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)：有些散射波的波長比入射波的波長略大?？灯疹D認(rèn)為這是因為光子不僅有能量，也具有動量。實驗結(jié)果證明這個設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)也證明了光具有粒子性?！蚶}評析【例1】對愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=hν-W，下面的理解正確的有A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能EKB.式中的W表示每個光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功C.逸出功W和極限頻率ν0之間應(yīng)滿足關(guān)系式W=hν0D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比VAPK【分析與解答】：愛因斯坦光電效應(yīng)方程EK=hν-W中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功，因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。對應(yīng)的光電子的初動能是所有光電子中最大的。其它光電子的初動能都小于這個值。若入射光的頻率恰好是極限頻率，即剛好能有光電子逸出，可理解為逸出的光電子的最大初動能是0，因此有W=hν0。由EK=hν-W可知EKVAPK【例2】如圖，當(dāng)電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV【分析與解答】：電流表讀數(shù)剛好為零說明剛好沒有光電子能夠到達(dá)陽極，也就是光電子的最大初動能剛好為0.6eV。由EK=hν-W可知W=1.9eV。選A?！纠?】．關(guān)于光電效應(yīng)，有如下幾種陳述，其中正確的是（）A．金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比B．光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無關(guān)C．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大D．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)分析：此例的解答要求熟悉光電效應(yīng)現(xiàn)象的特征及其規(guī)律?！痉治雠c解答】：金屬的逸出功由該金屬決定，與入射光源頻率無關(guān)，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比，選項A、B錯誤。不可見光包括能量大的紫外線、X射線、γ射線，也包括能量比可見光小的紅外線、無線電波，選項C錯誤。所以應(yīng)選D。例5．已知金屬銫的逸出功為1.9eV，在光電效應(yīng)實驗中，要使銫表面發(fā)出的光電子的最大功能為1.0eV，入射光的波長應(yīng)為__________m.分析：要求了解光電效應(yīng)的規(guī)律及光子說理論。解答：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得：=W+m∴=1.9+1.0=2.9eV=2.9×1.6×10—19J∴λ==4.3×10—7m◎能力訓(xùn)練1．關(guān)于光電效應(yīng)的下述說法中，正確的是（）A．光電子的最大初動能隨著入射光強(qiáng)度的增大而增大B．只要入射光的強(qiáng)度足夠大或照射的時間足夠長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)在光電效應(yīng)中，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度無關(guān)答案：C2．下列實驗中，能證實光具有粒子性的是（）A．光電效應(yīng)實驗B．光的雙縫干涉實驗C．光的圓孔衍射實驗D．α粒子散射實驗答案：A3．在演示光電效應(yīng)的實驗中，把某種金屬板連在驗電器上，第一次，用弧光燈直接照射金屬板，驗電器的指針就張開一個角度。第二次，在弧光燈和金屬板之間，插入一塊普通的玻璃板，再用弧光燈照射，驗電器指針不張開。由此可以判定，使金屬板產(chǎn)生光電效應(yīng)的是弧光中的（）A．可見光成份B．紫外光成份C．紅外光成份D．無線電波成份答案：ACD4．在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能。已知陽極與陰極之間的電勢差U、普朗克常數(shù)h、電子電量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)出的X光的（）A．最短波長為B．最長波長為hC．最小頻率為D．最大頻率為答案：D5．某金屬在單色光的照射下發(fā)射出光電子，這光電子的最大初動能（）A．隨照射光的強(qiáng)度增大而增大B．隨照射光的頻率增大而增大C．隨照射光的波長增大而增大D．與照射光的照射時間無關(guān)答案：BD6．某單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A．延長光照時間B．增大光的強(qiáng)度C．換用波長較短的光照射D．換用頻率較低的光照射答案：C7．一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的三束光，分別照射到相同的金屬板a、b、c上，如圖所示，已知金屬板b有光電子放出，則可知（）A．板a一定不放出光電子B．板a一定放出光電子C．板c一定不放出光電子D．板c一定放出光電子答案：D8．在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連。用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示。這時（）A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電答案：B光的波粒二象性◎知識梳理1.光的波粒二象性干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。2.正確理解波粒二象性波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。⑴個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。⑵高的光子容易表現(xiàn)出粒子性；低的光子容易表現(xiàn)出波動性。⑶光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。⑷由光子的能量E=hν，光子的動量表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛由以上兩式和波速公式c=還可以得出：E=pc。3．物質(zhì)波（德布羅意波）由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運(yùn)動著的物體上去，得出物質(zhì)波（德布羅意波）的概念：任何一個運(yùn)動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它對應(yīng)，波長λ是λ＝h/p◎例題評析【例1】已知由激光器發(fā)出的一細(xì)束功率為P=0.15kW的激光束，豎直向上照射在一個固態(tài)鋁球的下部，使其恰好能在空中懸浮。已知鋁的密度為ρ=2.7×103kg/m3，設(shè)激光束的光子全部被鋁球吸收，求鋁球的直徑是多大？（計算中可取=3，g=10m/s2）16【分析與解答】：設(shè)每個激光光子的能量為E，動量為p，時間t內(nèi)射到鋁球上的光子數(shù)為n，激光束對鋁球的作用力為F，鋁球的直徑為d，則有：光子能量和動量間關(guān)系是E=pc，鋁球的重力和F平衡，因此F=ρgd3，由以上各式解得d=0.33mm。16【例2】試估算一個中學(xué)生在跑百米時的德布羅意波的波長?！痉治雠c解答】：估計一個中學(xué)生的質(zhì)量m≈50kg，百米跑時速度v≈7m/s，則m由計算結(jié)果看出，宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，所以很難表現(xiàn)出其波動性。【例3】為了觀察到納米級的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡。下列說法中正確的是【分析與解答】：為了觀察納米級的微小結(jié)構(gòu)，用光學(xué)顯微鏡是不可能的。因為可見光的波長數(shù)量級是10-7m，遠(yuǎn)大于納米，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此不能精確聚焦。如果用很高的電壓使電子加速，使它具有很大的動量，其物質(zhì)波的波長就會很短，衍射的影響就小多了。因此本題應(yīng)選A?！衲M測試一、選擇題1．下列哪些現(xiàn)象是光衍射產(chǎn)生的（）A．著名的泊松亮斑B．陽光下茂密樹蔭中地面上的圓形亮斑C．光照到細(xì)金屬絲上在其后面屏上得到的陰影中間出現(xiàn)亮線D．陽光經(jīng)凸透鏡后形成的亮斑2．下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是（）A．雨后天空中出現(xiàn)的彩虹B．紅光比紫光更容易透過云霧煙塵C．人們在研究光的波動時，觀察的泊松亮斑D．在棱鏡的表面鍍上一層氟化鎂薄膜，這樣可增加光的透射強(qiáng)度，減小反射光的強(qiáng)度3．在楊氏雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是（）A．若將其中一縫擋位，則屏上條紋不變只是亮度減半B．若將其中一縫擋住，則屏上無條紋C．若將其中一縫用紅色濾光片擋住，另一縫用藍(lán)色濾光片擋住，屏上將出現(xiàn)紅藍(lán)相間條紋D．若將其中一縫用紅色濾光片擋住，另一縫用藍(lán)色濾光片擋住，屏上不出現(xiàn)條紋，但有亮光4．用黃光照射一不透明的圓板時，在圓板的背影中恰能觀察到一黃色光斑，若用紅色光、綠色光和紫色光照射圓板，能夠觀察到光斑的是（）A．只有紅色光B．只有紫色光C．只有紅色光和紫色光D．三種色光都能5．如圖所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說法中正確的是（）A．人從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋B．人從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋C．彩色條紋平行排列D．彩色條紋豎直排列6．楊氏雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是（n為自然數(shù)，λ為光波波長）①在距雙縫的路程相等的點形成暗條紋②在距雙縫的路程差為nλ的點形成亮條紋③在距雙縫的路程差為n的點形成亮條紋④在距雙縫的路程差為(n+)λ的點形成暗條紋A．①②B．②③C．③④D．②④7．各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理不同，下面給出的幾組電磁波中，哪一組中的電磁波都是由原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的（）A．紅外線、紫外線、倫琴射線B．微波、紅外線、紫光、紫外線C．無線電波、微波、紅外線D．黃光、綠光、紫光8．關(guān)于光譜，下面說法中正確的是（）A．熾熱的液體發(fā)射連續(xù)光譜B．太陽光譜中的暗線說明太陽上缺與這些暗線相應(yīng)的元素C．明線光譜和暗線光譜都可用于對物質(zhì)成分進(jìn)行分析D．發(fā)射光譜一定是連續(xù)光譜9．太陽光譜有許多暗線，它們對應(yīng)著某些元素的特征光譜，產(chǎn)生這些暗線是由于（）A．太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素B．太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素C．太陽表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素D．太陽內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素10．下列說法中正確的是哪些（）A．可見光是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生B．β射線是原子外層電子脫離原子放出的C．一切物質(zhì)都在不停地輻射紅外線D．α、β、γ其中α射線的電離本領(lǐng)最強(qiáng)11．用愛因斯坦光子說解釋光電效應(yīng)時，正確的說法是（）A．每個光電子都是吸收一個光子后跑出來的B．光電子克服原子核的引力并從金屬內(nèi)部逸出來所需要的能量等于逸出功C．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D．光子的能量由頻率決定，也與光的強(qiáng)度和光波的振幅有關(guān)12．關(guān)于光的波粒二象性，下面說法中正確的是（）A．大量光子的效果往往顯示波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性B．光在傳播時往往表現(xiàn)波動性，光在跟物質(zhì)相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性C．頻率大的光粒子性顯著，頻率小的光波動性顯著D．光既有波動性，又有粒子性，兩者相互矛盾，是不能統(tǒng)一的13．在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示。這時（）A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電14．下列哪組現(xiàn)象胡說明光具有波粒二象性（）A．光的色散和光的干涉B．光的衍射和光的干涉C．泊松亮斑和光電效應(yīng)D．以上三組現(xiàn)象都不行二、填空題15．已知綠光頻率為ν，增透膜對它的折射率為n，則增透膜厚度為________.（光速為c）16．使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最長波長是5000?，因此，金屬鈉的逸出功W=______J，現(xiàn)在用頻率在3.90×1014Hz到7.50×1014Hz范圍內(nèi)的光照射鈉，那么使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)的頻率范圍是從_______Hz到________.（普朗克常量h=6.63×10—34J·s）17．如圖（a）所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來檢查零件N的表面情況，觀察到如圖（b）所示的條紋，則P條紋的彎曲情況表明零件N的表面上A處是_______的；P處條紋的彎曲情況表明零件N的表面上B處是_________的。（填“凸”或“凹”）18．激光器是一個特殊的光源，它發(fā)出的光便是激光。紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道一道的閃光，每道閃光稱為一個光脈沖?，F(xiàn)有一紅寶石激光器，發(fā)射功率為1.0×1010W，所發(fā)射的每個光脈沖持續(xù)的時間△t為1.0×10—11s，波長為793.4nm，問每列光脈沖的長度l是多少？其中含有的光子數(shù)為n=________個.三、計算題19．在雙縫干涉的實驗中，入射光的頻率為5×1014Hz，從雙縫射出的兩束光到達(dá)屏上某點的路程差為15000?，該點將出現(xiàn)什么樣條紋20．用紅光做樂的雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距為0.20×10—3m，測得雙縫到屏間的距離為0.700m，分劃板中心刻線對齊第一條亮條紋中央時手輪讀數(shù)為0.52×10—3m，第4條亮條紋所在位置為7.47×10—3m，求此紅光的波長.21．實驗室用功率P=15W的紫外燈（波長λ=2537?）演示光電效應(yīng)，陰極離光源d=0.5m，估算陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)。（原子半徑取r0=0.5×10—10m）參考答案選擇題1．AC2．D3．D4．A5．BC6．D7．D8．AC9．B10．ACD11．A12．ABC13．B14．C二、填空題15．16．3.98×10—19，6.00×1014，7.50×1014.17．凹，凸18．3.5×1017三、計算題19．暗條紋20．λ=6.62×10—7m21．n≈0.05原子和原子核核心內(nèi)容課標(biāo)解讀原子結(jié)構(gòu)1了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及建立的依據(jù)2知道粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)象3了解原子核式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容氫原子光譜4了解氫原子光譜的不連續(xù)性及各個線系5知道原子的特征光譜，了解光譜分析在技術(shù)中的應(yīng)用原子的能級結(jié)構(gòu)6了解原子的能級、躍遷、能量量子化及基態(tài)激發(fā)態(tài)7了解原子發(fā)射和吸收光子的頻率與能級差的關(guān)系8知道氫原子能級公式，能用公式分析相關(guān)問題9能用原子的能級結(jié)構(gòu)解釋氫原子的光譜的不連續(xù)性原子核的組成10知道天然放射現(xiàn)象11知道原子核的組成，知道核子的概念核反應(yīng)方程12知道天然放射現(xiàn)象的原因是核的衰變13知道三種射線的本質(zhì)，如何用電場或磁場區(qū)分它們14知道衰變和衰變，會書定核反應(yīng)方程15知道半衰期的概念，知道半衰期的統(tǒng)計意義放射性同位素16知道同位素的概17知道放射性同位素的應(yīng)用18知道放射性污染對自然和人類的危害，了解如何防范核力與結(jié)合能19知道核力及其性質(zhì)20知道重核和輕核21知道原子核的結(jié)合能及平均結(jié)合能裂變和聚變22知道重核的裂變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，原子彈的原理23知道輕核的聚變，氫彈的原理24了解受控?zé)岷朔磻?yīng)的發(fā)展前景核能的應(yīng)用25知道核反應(yīng)和核反應(yīng)堆了解裂變反應(yīng)堆的原理和類型知道核電站的工作模式了解核能的發(fā)展前景這一章講述簡單的核物理的有關(guān)知識，主要包括原子核的組成和核能的有關(guān)內(nèi)容．原子核的人工轉(zhuǎn)變、原子核的組成及核能的開發(fā)與利用是本章的重點．一、原子模型◎知識梳理1.湯姆生模型（棗糕模型）湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（核式結(jié)構(gòu)）（1）a粒子散射實驗的目的、設(shè)計及設(shè)計思想。①目的：通過a粒子散射的情況獲取關(guān)于原子結(jié)構(gòu)方面的信息。②設(shè)計：在真空的環(huán)境中，使放射性元素釙放射出的a粒子轟擊金箔，然后透過顯微鏡觀察用熒光屏接收到的a粒子，通過轟擊前后a粒子運(yùn)動情況的對比，來了解金原子的結(jié)構(gòu)情況。③設(shè)計思想：與某一個金原子發(fā)生作用前后的a粒子運(yùn)動情況的差異，必然帶有該金原子結(jié)構(gòu)特征的烙印。搞清這一設(shè)計思想，就不難理解盧瑟福為什么選擇了金箔做靶子（利用金的良好的延展性，使每個a粒子在穿過金箔過程中盡可能只與某一個金原子發(fā)生作用）和為什么實驗要在真空環(huán)境中進(jìn)行（避免氣體分子對a粒子的運(yùn)動產(chǎn)生影響）。（2）a粒子散射現(xiàn)象①絕大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②少數(shù)a粒子則發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；③極少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90°有的甚至幾乎達(dá)到180°）。（3）a粒子散射的簡單解釋。首先，由于質(zhì)量的懸殊便可判定，a粒子的偏轉(zhuǎn)不會是因為電子的影響，而只能是因為原子中除電子外的帶正電的物質(zhì)的作用而引起的；其次，原子中除電子外的帶正電的物質(zhì)不應(yīng)是均勻分布的（否則對所有的a粒子來說散射情況應(yīng)該是一樣的），而“絕大多數(shù)”“少數(shù)”和“極少數(shù)”a粒子的行為的差異，充分地說明這部分帶正電的物質(zhì)只能高度地集中在在一個很小的區(qū)域內(nèi)；再次，從這三部分行為不同的a粒子數(shù)量的差別的統(tǒng)計，不難理解盧瑟福為什么能估算出這個區(qū)域的直徑約為10-14m。（4）原子的核式結(jié)構(gòu)①原子的中心有一個很小的核；②原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在核內(nèi)；③帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。3、玻爾的原子模型——三條假設(shè)（1）“定態(tài)假設(shè)”：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，電子雖做變速運(yùn)動，但并不向外輻射電磁波，這樣的相對穩(wěn)定的狀態(tài)稱為定態(tài)。定態(tài)假設(shè)實際上只是給經(jīng)典的電磁理論限制了適用范圍：原子中電子繞核轉(zhuǎn)動處于定態(tài)時不受該理論的制約。（2）“躍遷假設(shè)”：電子繞核轉(zhuǎn)動處于定態(tài)時不輻射電磁波，但電子在兩個不同定態(tài)間發(fā)生躍遷時，卻要輻射（吸收）電磁波（光子），其頻率由兩個定態(tài)的能量差值決定hv=E2-E1。躍遷假設(shè)對發(fā)光（吸光）從微觀（原子等級）上給出了解釋。（3）“軌道量子化假設(shè)”：由于能量狀態(tài)的不連續(xù)，因此電子繞核轉(zhuǎn)動的軌道半徑也不能任意取值，必須滿足。軌道量子化假設(shè)把量子觀念引入原子理論，這是玻爾的原子理論之所以成功的根本原因。4．氫原子能級及氫光譜（1）氫原子能級。①能級公式：；。②半徑公式：。（2）氫光譜在氫光譜中，n=2,3,4,5,……向n=1躍遷發(fā)光形成賴曼線系；n=3,4,5,6向n=2躍進(jìn)遷發(fā)光形成馬爾末線系；n=4,5,6,7……向n=3躍遷發(fā)光形成帕邢線系；n=5,6,7,8……向n=4躍遷發(fā)光形成布喇開線系，其中只有馬爾末線生活費(fèi)的前4條譜線落在可見光區(qū)域內(nèi)。⑶玻爾理論的局限性。由于引進(jìn)了量子理論（軌道量子化和能量量子化），玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。5.氫原子中的電子云對于宏觀質(zhì)點，只要知道它在某一時刻的位置和速度以及受力情況，就可以應(yīng)用牛頓定律確定該質(zhì)點運(yùn)動的軌道，算出它在以后任意時刻的位置和速度。對電子等微觀粒子，牛頓定律已不再適用，因此不能用確定的坐標(biāo)描述它們在原子中的位置。玻爾理論中說的“電子軌道”實際上也是沒有意義的。更加徹底的量子理論認(rèn)為，我們只能知道電子在原子核附近各點出現(xiàn)的概率的大小。在不同的能量狀態(tài)下，電子在各個位置出現(xiàn)的概率是不同的。如果用疏密不同的點子表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率，畫出圖來，就像一片云霧一樣，可以形象地稱之為電子云?！蚶}評析【例】A.只有①③正確B.只有②正確C.只有②③正確D.只有④正確321321【分析與解答】：該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，說明這時氫原子處于第三能級。根據(jù)玻爾理論應(yīng)該有h3=E3-E1，h1=E3-E2，h2=E2-E1，可見h3=h1+h2=h(1+321321◎能力訓(xùn)練1．提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是（C）A．湯姆生B．玻爾C．盧瑟福D．查德威克2．在盧瑟福的a粒子散射實驗中，有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（Ａ）A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B．正電荷在原子中是均勻分布的C．原子中存在著帶負(fù)電的電子D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中3．處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，只能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3的三種光，且ν1<ν2<ν3，則該照射光的光子能量為（C）A．hν1B．hν2C．hν3D．h(ν1+ν2+ν3)4．下列說法正確的是(BC)A.當(dāng)氫原子從n＝2的狀態(tài)躍遷到n=6的狀態(tài)時，發(fā)射出光子B.放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間C.同一元素的兩種同位數(shù)具有相同的質(zhì)子數(shù)D.中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時吸收能量5．盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（ＡＣＤ）A．原子的中心有個核，叫做原子核B．原子的正電荷均勻分布在整個原子中C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里D．帶負(fù)電的電子在校外繞著核旋轉(zhuǎn)6．氫原子的能級是氫原子處于各個定態(tài)時的能量值，它包括氫原子系統(tǒng)的電勢能和電子在軌道上運(yùn)動的動能，氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時（Ａ）A．氫原子的能量減小，電子的動能增加B．氫原子的能量增加，電子的動能增加C．氫原子的能量減小，電子的動能減小D．氫原子的能量增加，電子的動能減小7．根據(jù)玻爾理論,某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能為E/的軌道,輻射出波長為λ的光,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則E/等于（Ｃ）A．B．C．D．8．氫原子的基態(tài)能量為E1,下列四個能級圖,正確代表氫原子能級的是（Ｃ）00E1/27AE1/8E10E1/4BE1/2E10E1/16CE1/9E10E1/4DE1/3E13E1/4E1/4E1/29．下面正確的說法是（Ｃ）

①β射線粒子和電子是兩種不同的粒子

②紅外線的波長比X射線的波長長

③α粒子不同于氦原子核

④γ射線的貫穿本領(lǐng)比粒子的強(qiáng)A.①②

B.①③

C.②④

D.①④10．按照玻爾理論，下列關(guān)于氫原子的論述正確的是（ＡＢ）A．第m個定態(tài)和第n個定態(tài)的軌道半徑之比為m2:n2B．第m個定態(tài)和第n個定態(tài)的能量之比為n2:m2C．電子沿某一軌道繞核運(yùn)動，若其圓周運(yùn)動的頻率為υ，則其發(fā)光的頻率也為υD．若氫原子處于能量為E的定態(tài)，則其發(fā)光的頻率為υ=E/h11．原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子。例如在某條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級上的電子，使之脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子，已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En=-，式中n=1,2,3,…表示不同能級，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動能是（C）A．3A/16B．7A/16C．11A/16D．13A/1612．若氫原子的核外電子繞核作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則其角速度ω=；電子繞核的運(yùn)動可等效為環(huán)形電流，則電子運(yùn)動的等效電流I=。（已知電子質(zhì)量為m，電量為e，靜電力恒量用k表示）13．假設(shè)在NaCl蒸氣中存在由鈉離子Na+和氯離子Cl-靠靜電相互作用構(gòu)成的單個氯化鈉NaCl分子。若取Na+與Cl-相距無限遠(yuǎn)時其電勢能為零，一個NaCl分子的電勢能為-6.1eV。已知使一個中性鈉原子Na最外層的電子脫離鈉原子而形成鈉離子Na+所需的能量（電離能）為5.1eV，使一個中性氯原子Cl結(jié)合一個電子形成氯離子Cl-所放出的能理（親和能）為3.8eV。由此可算出，在將一個NaCl分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中性鈉原子Na和中性氯原子Cl的過程中，外界供給的總能量等于________________eV。［4.8］二．原子核的組成◎知識梳理1．天然放射現(xiàn)象（1）天然放射現(xiàn)象中三種身線及其物質(zhì)微粒的有關(guān)特性的比較。射線a射線射線射線物質(zhì)微粒氦核電子光子帶電情況帶正電（2e）帶負(fù)電（-e）不帶電速度約為接近c貫穿本領(lǐng)?。諝庵酗w行幾厘米）中（穿透幾毫米鋁板）大（穿透幾厘米鉛板）電離作用強(qiáng)次弱ββγααγβ⑴⑵⑶O（2）天然衰變中核的變化規(guī)律在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。①a衰變：隨著a衰變，新核在元素周期表中位置向后移2位，即②衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向前移1位，即。③衰變：隨著衰充數(shù)，變化的不是核的種類，而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下，衰變總是伴隨a衰變或衰變進(jìn)行的。2．半衰期（1）定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間。（2）意義：反映了核衰變過程的統(tǒng)計快慢程度。（3）特征：只由核本身的因素所決定，而與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。（4）理解：N0（大量）個某種放射性元素的核，經(jīng)過時間t后剩下的這種核的個數(shù)為。常見錯誤是：N0（大量）個放射性元素的核，經(jīng)過一個半衰期T，衰變了一半，再經(jīng)過一個半衰期T，全部衰變完。第二種錯誤是：若有10個放射性元素的核，經(jīng)過一個半衰期T，將衰變5個。事實上，而對于少量的核（如10個），是無法確定其衰變所需要的時間的。3．原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成用高速運(yùn)動的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內(nèi)部奧秘的要本方法。轟擊結(jié)果產(chǎn)生了另一種新核，其核反應(yīng)方程的一般形式為其中是靶核的符號，x為入射粒子的符號，是新生核的符號，y是放射出的粒子的符號。1919年盧瑟福首先做了用a粒子轟擊氮原子核的實驗。反應(yīng)方程式，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。1930年查德威克發(fā)現(xiàn)中子，核反應(yīng)方程，發(fā)現(xiàn)中子。至此，人們確認(rèn)了原子核是由質(zhì)子和中子組成?！蚶}評析【例1】一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M，其中鈾元素的質(zhì)量為m。鈾發(fā)生一系列衰變，最終生成物為鉛。已知鈾的半衰期為T，那么下列說法中正確的有A.經(jīng)過兩個半衰期后這塊礦石中基本不再含有鈾了B.經(jīng)過兩個半衰期后原來所含的鈾元素的原子核有m/4發(fā)生了衰變C.經(jīng)過三個半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩m/8D.經(jīng)過一個半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下M/2【分析與解答】經(jīng)過兩個半衰期后礦石中剩余的鈾應(yīng)該還有m/4，經(jīng)過三個半衰期后還剩m/8。因為衰變產(chǎn)物大部分仍然留在該礦石中，所以礦石質(zhì)量沒有太大的改變。本題選C。【例2】關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的有A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到消除有害靜電的目的B.利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D.用γ射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害【分析與解答】：利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電泄出。γ射線對人體細(xì)胞傷害太大，不能用來進(jìn)行人體透視。作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)秀品種。用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學(xué)地嚴(yán)格控制劑量。本題選D。K-π-ABP【例3】K-介子衰變的方程為，其中K-介子和π-介子帶負(fù)的基元電荷，π0介子不帶電。一個K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑RK-與Rπ-之比為2∶1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π-K-π-ABPA.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶6【分析與解答】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑公式r=mv/qB，K-介子和π-介子電荷量又相同，說明它們的動量大小之比是2∶1，方向相反。由動量守恒得π0介子的動量大小是π-介子的三倍，方向與π-介子的速度方向相反。選C?！纠?】近年來科學(xué)家在超重元素的探測方面取得了重大進(jìn)展?？茖W(xué)家們在觀察某兩個重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)所生成的超重元素的核X經(jīng)過6次α衰變后成為Fm，由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是A.124，259B.124，265C.112，265D.112，277【分析與解答】：每次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，因此該超重元素的質(zhì)量數(shù)應(yīng)是277，電荷數(shù)應(yīng)是112，選D?！纠?】完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，哪個是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。⑴N+n→C+_____⑵N+He→O+_____⑶B+n→_____+He⑷Be+He→_____+n⑸Fe+H→Co+_____解：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以判定：⑴H，⑵H，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程⑶Li，⑷C，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程⑸n【例6】靜止的氮核被速度是v0的中子擊中生成甲、乙兩核。已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙兩核動量之比為1：1，動能之比為1：4，它們沿垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做圓周運(yùn)動，其半徑之比為1：6。問：甲、乙各是什么核？速度各是多大？寫出該反應(yīng)方程?！痉治雠c解答】：設(shè)甲、乙兩核質(zhì)量分別為m甲，m乙，電量分別為q甲，q乙。由動量與動能關(guān)系和可得：=：=4：1。又由可得：=：=6：1因為+=15m0，+=7e，所以=12m0，=3m0，=6e，=e。即甲為，乙為。由動量守恒定律，可得m0v0=+=2=24m0進(jìn)而求得甲的速度，乙的速度。核反應(yīng)方程為?！蚰芰τ?xùn)練1．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了（Ｃ）A．原子不可再分B．原子的核式結(jié)構(gòu)C．原子核還可再分D．原子核由質(zhì)子和中子組成2．關(guān)于α、β、γ三種射線，下列說法中正確的是（Ｃ）A．α射線是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)。B．β射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力。C．γ射線一般們隨著α或β射線產(chǎn)生，它的穿透能力量強(qiáng)。D．γ射線是電磁波，它的穿透能力最弱。3．圖中P為勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（ＢＣ）A．a(chǎn)為α射線、b為β射線B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線C．b為γ射線、c為α射線D．b為α射線、c為γ射線4．下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是（Ｃ）A．α粒子散射B．光電效應(yīng)C．天然放射現(xiàn)象D．原子發(fā)光現(xiàn)象5．天然放射性元素（釷）經(jīng)過一系形α衰變和β衰變之后，變成（鉛）。下列論斷中正確的是（ＢＤ）A．鉛核比釷核少24個中子B．鉛核比釷核少8個質(zhì)子C．衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變D．衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變6．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90（）是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90（），這些衰變是（B）A．1次α衰變，6次衰β衰變B．4次β衰變C．2次α衰變D．2次α衰變，2次衰β衰變7．最近幾年，原子核科學(xué)家在超重元素島的探測方面取得重大進(jìn)展。1996年科學(xué)家們在研究某兩個重離子結(jié)合成超大型重元素的反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核經(jīng)過6次衰變后的產(chǎn)物是。由此，要以判定生成的超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是（Ｄ）A.124、259

B.124、265

C.112、265

D.112、2778．放射性元素的樣品經(jīng)過6小時后還有1/8沒有衰變它的半衰期是A.2小時B.1.5小時C.1.17小時D.0.75小時(Ａ)ab9．在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動軌跡分別如圖中a、babA．該核發(fā)生的是α衰變B．該核發(fā)生的是β衰變C．磁場方向一定是垂直紙面向里D．磁場方向向里還是向外無法判定10．光子的能量為hv,動量的大小為hυ/c如果一個靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時,只發(fā)出一個光子,則衰變后的原子核（Ｃ）A.仍然靜止

B.沿著與光子運(yùn)動相同的方向運(yùn)動C.沿著與光子運(yùn)動方向相反的方向運(yùn)動

D.可能向任何方向運(yùn)動11．k-介子衰變的方程為k-π-+π0其中k-介子和π-介子帶負(fù)電的基元電荷，π0介子不帶電。一個k-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑Rk-與Rπ-之比為2:1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π-的動量大小與π0的動量大小之比（C）A．1:1B．1:2C．1:3D．1:612．下列說法正確的是（A）A．質(zhì)子和中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等B．兩個質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫侖力C．同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同D．除萬有引力外，兩個中子之間不存在其它相互作用力13．在下列四個方程中，x1、x2、x3、x4各代表某種粒子，以下方程正確的是（ＡＣ）①②③④A．x1是中子B．x2是質(zhì)子C．x3是X粒子D．x4是氘核14．下面列出的是一些核反應(yīng)方程其中（D）A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子D．X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子15．在核反應(yīng)方程++（X）的括弧中，X所代表的粒子是（A）A．B．C．D．16．兩種放射性元素的原子和，其半衰期分別為T和。若經(jīng)過2T后兩種元素的核的質(zhì)量相等，則開始時兩種核的個數(shù)之比為________________；若經(jīng)過2T后兩種核的個數(shù)相等，則開始時兩種核的質(zhì)量之比為_________________。解答：此例考察的是半衰期的概念，可做如下分析：若開始時兩種核的個數(shù)分別為N1和N2，則經(jīng)時間2T后剩下的核的個數(shù)就分別為和，而此時兩種核的質(zhì)量相等，于是有由此可得N1:N2=b:4a。若開始時兩種核的質(zhì)量分別為m1和m2，則經(jīng)時間2T后剩下的核的質(zhì)量就分別為和，而此時兩種核的個數(shù)相等，于是有由此可得。三．核能◎知識梳理1.核能核反應(yīng)中放出的能叫核能。2.質(zhì)量虧損核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。3.質(zhì)能方程愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：E=mc2，這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程。質(zhì)能方程的另一個表達(dá)形式是：ΔE=Δmc2。以上兩式中的各個物理量都必須采用國際單位。在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對應(yīng)。在有關(guān)核能的計算中，一定要根據(jù)已知和題解的要求明確所使用的單位制。4.釋放核能的途徑凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的?！蚶}評析【例1】一個氫原子的質(zhì)量為1.6736×10-27kg，一個鋰原子的質(zhì)量為11.6505×10-27kg，一個氦原子的質(zhì)量為6.6467×10-27kg。一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)?個α粒子，⑴寫出核反應(yīng)方程，并計算該反應(yīng)釋放的核能是多少？⑵1mg鋰原子發(fā)生這樣的反應(yīng)共釋放多少核能？【分析與解答】：⑴H+Li→2He反應(yīng)前一個氫原子和一個鋰原子共有8個核外電子，反應(yīng)后兩個氦原子也是共有8個核外電子，因此只要將一個氫原子和一個鋰原子的總質(zhì)量減去兩個氦原子的質(zhì)量，得到的恰好是反應(yīng)前后核的質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉。由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2得釋放核能ΔE=2.76×10-12J⑵1mg鋰原子含鋰原子個數(shù)為10-6÷11.6505×10-27，每個鋰原子對應(yīng)的釋放能量是2.76×10-12J，所以共釋放2.37×108J核能?！纠?】A.B.0C.D.【分析與解答】：由于動量守恒，反沖核和α粒子的動量大小相等，由，它們的動能之比為4∶218，因此衰變釋放的總能量是，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是。【例3】靜止在勻強(qiáng)磁場中的一個B核俘獲了一個速度為向v=7.3×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成α粒子與一個新核。測得α粒子的速度為2×104m/s，方向與反應(yīng)前中子運(yùn)動的方向相同，且與磁感線方向垂直。求：⑴寫出核反應(yīng)方程。⑵畫出核反應(yīng)生成的兩個粒子的運(yùn)動軌跡及旋轉(zhuǎn)方向的示意圖（磁感線方向垂直于紙面向外）。⑶求α粒子與新核軌道半徑之比。⑷求α粒子與新核旋轉(zhuǎn)周期之比。α【分析與解答】：⑴由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：B+n→He+Liα⑵由于α粒子和反沖核都帶正電，由左手定則知，它們旋轉(zhuǎn)方向都是順時針方向，示意圖如右。5.核反應(yīng)堆目前的所有正式運(yùn)行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的。核反應(yīng)堆的主要組成是：⑴核燃料。用濃縮鈾（能吸收慢中子的鈾235占3%~4%）。⑵減速劑。用石墨或重水（使裂變中產(chǎn)生的中子減速，以便被鈾235吸收）。⑶控制棒。用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）。⑷冷卻劑。用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應(yīng)堆冷卻，保證安全）。⑸水泥防護(hù)層。用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。6．重核的裂變和輕核的聚變（1）裂變：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核能計算（2）聚變：熱核反應(yīng)、核能計算◎能力訓(xùn)練1．下面是一核反應(yīng)方程用c表示光速，則（D）A．X是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘c2B．X是中子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘c2C．X是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減氦核與質(zhì)子的質(zhì)量和，再乘C2D．X是中子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減氦核與中子的質(zhì)量和，再乘C22．下列核反應(yīng)方程式中，表示核聚變過程的是(B)。A．B．C．D．3．氘核（）和氚核（）聚合成核（）的核反應(yīng)如下設(shè)氘核的質(zhì)量為m1，氚核的質(zhì)量為m2，氦核的質(zhì)量為m3，中子的質(zhì)量為m4，則反應(yīng)過程中釋放的能量為(C)A．（m1+m2-m3）c2B．（m1+m2-m4）c2C．（m1+m2-m3-m4）c2D．（m3+m4-m1-m2）c24．一個軸核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個α粒子。已知鈾核的質(zhì)量為3.853131×10-25千克，釷核的質(zhì)量為3.786567×10-25千克,α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27千克。在這個衰變過程中釋放出的能量等于____焦.(保留兩位數(shù)字)[8.7×10-3]5．云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,一靜止的質(zhì)量與為M的原子核在云室中發(fā)生一次α衰變,α粒子的質(zhì)量為m,電量為q,其運(yùn)動軌跡在場垂直的平面內(nèi),現(xiàn)測得α粒子運(yùn)動的軌道半徑R,試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損。(注：涉及動量問題時,虧損的質(zhì)量可忽略不計.)[MB2R2q/2c2m(M-m)]6．裂變反應(yīng)目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)俘獲一個個慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種表示為

＋

→

＋

＋3

235.0139

1.0087

138.9178

93.9154反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量（以原子質(zhì)量單位u為單位）。已知lu的質(zhì)量對應(yīng)的能量為9.3×102MeV,此裂變反應(yīng)釋放出的能量是________MeV。[1.82×102]7．如下一系列反應(yīng)是在恒星內(nèi)部發(fā)生的P+→→+e++νP+→P+→→+e++νP+→+α已知質(zhì)子質(zhì)量為ｍｐ＝1.672648×10－２７ｋｇ，正電子質(zhì)量為ｍｅ＝0.911×10－３０ｋｇ，α粒子質(zhì)量為ｍα＝6.664929×10－２７ｋｇ，光速為ｃ＝３×10８ｍ／ｓ，試計算該系列反應(yīng)完成后釋放的能量。[3.95×10-12J]8．在其他能源中核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化成電能，核反應(yīng)堆的原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量的核能(1)核反應(yīng)方程式Ｕ+10ｎ→＋＋aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個數(shù)，則X為，a=，以mU、mBa、mK分別表示Ｕ、、核的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=(2)有一座發(fā)電能力為P=1.00×106kw的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η=40%，假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=2.78×10-11J，Ｕ核的質(zhì)量mU=390×10-27kg，求每年（1年3.15×107s）消耗的Ｕ的質(zhì)量。[n3（mU-mBa-mK-2mn）C21.10×103kg]●模擬測試一、在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確.

1.α粒子散射實驗說明了［AD］

Ａ.原子有一個很小的核Ｂ.電子有一系列不連續(xù)的軌道

Ｃ.原子核由質(zhì)子和中子組成Ｄ.原子核集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量

2.高速α粒子在金原子核電場作用下的散射現(xiàn)象如圖所示，虛線表示α粒子的運(yùn)動軌跡，實線表示金核各等勢面.設(shè)α粒子經(jīng)過ａ、ｂ、ｃ三點時的速度分別為ｖａ、ｖｂ、ｖｃ，電勢能分別為Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ，則［BD］Ａ.ｖｃ＜ｖｂ＜ｖａＢ.ｖｂ＜ｖａ＜ｖｃ

Ｃ.Ｅａ＞Ｅｂ＞ＥｃＤ.Ｅｂ＞Ｅａ＞Ｅｃ

3.下列說法中正確的是［BC］

Ａ.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

Ｂ.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說上引進(jìn)了量子理論

Ｃ.γ射線是波長很短的電磁波，它的貫穿能力很強(qiáng)

Ｄ.盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

4.關(guān)于α、β、γ三種射線，下列說法中正確的是［C］

Ａ.α射線是原子核自發(fā)放射出氦核，它的穿透能力最強(qiáng)

Ｂ.β射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力

Ｃ.γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，它的穿透能力最強(qiáng)

Ｄ.γ射線是電磁波，它的穿透能力最弱

5.一群氫原子處于ｎ=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低的能級時，則［BC］

Ａ.可能輻射出3種不同頻率的光子Ｂ.可能輻射出6種不同頻率的光子

Ｃ.頻率最高的光子是由ｎ=4能級向ｎ=1能級躍遷時輻射出的

Ｄ.波長最短的光子是由ｎ=4能級向ｎ=3能級躍遷時輻射出的

6.氫原子核外電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，下列說法中錯誤的是［ACD］

Ａ.電子動能增大，電勢能減少，且減少量等于增大量

Ｂ.電子動能增大，電勢能減少，且減少量大于增大量

Ｃ.電子動能增大，電勢能減少，且減少量小于增大量

Ｄ.電子動能減小，電勢能增大，且減少量等于增大量

7．a(chǎn)、b兩種放射性元素，質(zhì)量分別為ma以和mb，已知a的半衰期為15天，b的半衰期為30天，若經(jīng)過60天，兩元素的質(zhì)量相同，則ma與mb之比為(B)(A)1：4(B)4：1(C)2：1(D)1：28.以下哪些現(xiàn)象和原子核的變化有關(guān)［B］

Ａ.α粒子散射Ｂ.天然放射性Ｃ.光電效應(yīng)Ｄ.熱核反應(yīng)

9．天然放射現(xiàn)象中，β衰變放出的電子的來源是(C