原子物理物理原子物理物理

考點(diǎn)理解一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1、湯姆生的“棗糕”模型

（1）1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．

(2)“棗糕”模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在原子里．2、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（1）α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：α粒子通過金箔時(shí)，絕大多數(shù)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過900，有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到1800．考點(diǎn)理解一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1、湯姆生的“棗糕”模型（2）核式結(jié)構(gòu)模型：

在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．原子核所帶的單位正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個(gè)原子是呈電中性的．電子繞著核旋轉(zhuǎn)所需的向心力就是核對(duì)它的庫侖引力．（3）從α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)為10－15m，原子大小的數(shù)量級(jí)為10—10m原子和原子核的大小比較相差十萬倍。

考點(diǎn)理解（2）核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫

在盧瑟福的

【例1】粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖所示．圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域．不考慮其他原子核對(duì)粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是

()A．一定在①區(qū)域B．可能在②區(qū)域C．可能在③區(qū)域D．一定在④區(qū)域

規(guī)律方法在盧瑟福的．如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，下面關(guān)于觀察到的現(xiàn)象的說法中正確的是（）【例2】A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到熒光屏上的閃光次數(shù)最多.B．放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些.C．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光.D．放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少.

規(guī)律方法．如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意二、天然放射性現(xiàn)象1．放射性現(xiàn)象：

1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾U和含鈾的礦物能發(fā)射某種看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照像底片感光。像這樣物質(zhì)自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。物質(zhì)的這種性質(zhì)叫天然放射性，具有放射性的元素，叫放射性元素。人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于84的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數(shù)小于84的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來的射線共有三種：α射線、β射線、γ射線．

考點(diǎn)理解二、天然放射性現(xiàn)象1．放射性現(xiàn)象：1896年貝克勒爾發(fā)2、三種射線的本質(zhì)和特性1.α射線：速度約為光速1／10的氦核流，貫穿作用很弱，電離作用很強(qiáng)．

2.β射線：速度約為光速十分之幾的電子流，貫穿作用很強(qiáng)，電離作用較弱．

3.γ射線：波長極短的電磁波，貫穿作用最強(qiáng)，電離作用最弱．種類本質(zhì)質(zhì)量(u)電荷(e)速度(C)電離性貫穿性α射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住β射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板γ射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版

考點(diǎn)理解2、三種射線的本質(zhì)和特性1.α射線：速度約為光速1／10的氦三種射線在勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較：

βγααγ

βO

考點(diǎn)理解三種射線在勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較

規(guī)律方法ａｂｃＡ

【例3】如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有A.打在圖中a、b、c點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線B.α射線和β射線的軌跡是拋物線C.α射線和β射線的軌跡是圓弧D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一個(gè)豎直向下的場強(qiáng)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場，可能使屏上的亮斑只剩下bAC規(guī)律方法ａｂｃＡ【例3】如圖所示，鉛盒A中裝3、原子核的衰變規(guī)律（1）α衰變的一般方程為每發(fā)生一次α衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)減小2，質(zhì)量數(shù)減少4．α衰變的實(shí)質(zhì)是某元素的原子核同時(shí)放出由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的粒子（即氦核）．（核內(nèi)）（2）β衰變的一般方程為

每發(fā)生一次β衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．β衰變的實(shí)質(zhì)是元素的原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成質(zhì)子時(shí)放射出一個(gè)電子．(核內(nèi))

考點(diǎn)理解3、原子核的衰變規(guī)律（1）α衰變的一般方程為每發(fā)生一次α衰

（3γ射線是伴隨α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的、γ射線不改變原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)．其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變時(shí)，產(chǎn)生的某些新核由于具有過多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子．(4)半衰期:是放射性元素的大量原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。每一種放射性元素都有一定的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同.放射性元素半衰期的長短是由原子核的內(nèi)部因素決定的,它不受外部因素的影響.例如溫度、物態(tài)、化學(xué)結(jié)構(gòu)等,都不能改變它的半衰期.衰變公式,如果用M0表示原來的原子質(zhì)量,Mt表示t時(shí)刻還未衰變的質(zhì)量,T表示半衰期,那么

考點(diǎn)理解（3γ射線是伴隨

規(guī)律方法【例4】（釷）經(jīng)過一系列α和β衰變，變成（鉛），下列說法正確的是（）A．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B．鉛核比釷核少16個(gè)中子C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變ABD某原子核的衰變過程為：【例5】A．X的中子數(shù)比P的中子數(shù)少2B．X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多5C．X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)少1D．X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1規(guī)律方法【例4】（釷）經(jīng)過一系列α和β衰變，變成（鉛），

規(guī)律方法【例6】鈾（）經(jīng)過α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛（

），問在這一變化過程中，共有多少中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子（）A．6；B．14；C．22；D．32A【例7】若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為5天,則相同質(zhì)量的A和B，經(jīng)過20天后，剩下的質(zhì)量之比，即mA

：mB

是()A、30∶31B、31∶30C、1∶2D、2∶1C規(guī)律方法【例6】鈾（）經(jīng)過α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛（規(guī)律方法【例7】如圖所示，兩個(gè)相切的圓表示一個(gè)靜止原子核發(fā)生某種核變化后，產(chǎn)生的兩種運(yùn)動(dòng)粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可能的是（）A.原子核發(fā)生了α衰變；B．原子核發(fā)生了β衰變C.原子核放出了一個(gè)正電子；D.原子核放出了一個(gè)中子；由于一般新核帶電量和質(zhì)量均大于放出的粒子電量和質(zhì)量,則由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知大圓為粒子軌跡,小圓為新核軌跡.規(guī)律方法【例7】如圖所示，兩個(gè)相切

考點(diǎn)理解盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核的人工核實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子.三、核反應(yīng)查德威克α射線粒子轟擊鈹原子核實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了中子

原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新核的過程叫核反應(yīng)考點(diǎn)理解盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核的人工核實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

化學(xué)反應(yīng)中，往往要吸熱或放熱，類似的核反應(yīng)中也伴隨著能量的變化．中子質(zhì)子氘核2.2MeV（）核反應(yīng)放出的能量叫做核能

考點(diǎn)理解化學(xué)反應(yīng)中，往往要吸熱或放熱，類似的核反應(yīng)

物理學(xué)家研究質(zhì)子、中子和氘核之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：中子（mn）質(zhì)子（mp）氘核（m）

精確的計(jì)算表明氘核的質(zhì)量比中子和質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些．質(zhì)量虧損〓

考點(diǎn)理解物理學(xué)家研究質(zhì)子、中子和氘核之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)核能

考點(diǎn)理解質(zhì)能方程愛因斯坦的相對(duì)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

質(zhì)能方程。釋放的能量：ΔE=Δmc2。說明:核能的計(jì)算是原子物理的重要方面，其基本方法是，根據(jù)核反應(yīng)方程，首先計(jì)算出反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損再根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算核能.計(jì)算時(shí)要注意單位，在微觀領(lǐng)域，有時(shí)用國際制單位比較麻煩，習(xí)慣上常用“原子質(zhì)量單位”和“電子伏特”作為質(zhì)量和能量單位。

1u=931.5Mev核能考點(diǎn)理解質(zhì)能方程愛因斯坦的相對(duì)論指出：物體的能量和核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系

考點(diǎn)理解核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系考點(diǎn)理解

物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．〓聚變〓裂變

考點(diǎn)理解物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反考點(diǎn)理解重核的裂變

1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變.+→++考點(diǎn)理解重核的裂變1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他

裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為

1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量．考點(diǎn)理解裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于

考點(diǎn)理解

鈾235裂變可以有多種生成物,裂變時(shí)，同時(shí)放出2—3個(gè)中子，如果這些中子再引起其他鈾235核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．③核反應(yīng)堆的構(gòu)造：A.核燃料——用鈾棒(含3%-4%的濃縮鈾)B.減速劑——用石墨、重水或普通水C.控制棒——用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）考點(diǎn)理解

考點(diǎn)理解2、輕核聚變輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫聚變。輕核聚變的核反應(yīng)方程

使核發(fā)生聚變；必須使它們接邁到10-15米，也就是接近到核力能夠發(fā)生做用的范圍。由于原子核都帶正電，要使它們接近到這種程度，必須克服電荷之間的很大斥力作用，這就要使核具有很大的動(dòng)能。只有在幾百萬度的高溫以上，原子核才有足夠的動(dòng)能克服相互間的庫侖斥力，在碰撞中接近到可以發(fā)生聚變的程度。所以這種輕核聚變的反應(yīng)又叫做熱核反應(yīng)?？键c(diǎn)理解2、輕核聚變輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫聚變。輕核聚變【例8】現(xiàn)在，科學(xué)家們正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”．所謂的“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電荷的符號(hào)相反，據(jù)此，若反α的粒子，它的質(zhì)量數(shù)為

，電荷數(shù)為

．規(guī)律方法【例8】現(xiàn)在，科學(xué)家們規(guī)律方法【例9】

目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克帶電量為2e/3，d夸克帶電量－e/3，e為基元電荷。下列論斷可能正確的是A．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成B．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成C．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成D．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成規(guī)律方法【例9】目

規(guī)律方法【例10】

完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程(2)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程(4)

規(guī)律方法【例10】完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個(gè)是發(fā)

規(guī)律方法

【例11】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.科學(xué)家們在研究某兩個(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核經(jīng)過6次α衰變后的產(chǎn)物是

由此,可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A.124、259

B.124、265C.．112、265

D.112、277解:D規(guī)律方法【例11】最近幾年,原子

規(guī)律方法2．理解原子核的變化無論天然放射性元素的衰變，還是原子核的人工轉(zhuǎn)變，都遵循電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒（注意：質(zhì)量并不守恒），動(dòng)量守恒與能量守恒有關(guān)規(guī)律，除去會(huì)寫核反應(yīng)過程以外，還需結(jié)合以前學(xué)過的力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．規(guī)律方法2．理解原子核的變化無論天然放射性元素的衰變，還是

規(guī)律方法【例12】

靜止的氡核放出α粒子后變成釙核α粒子動(dòng)能為Eα。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動(dòng)能，真空中的光速為c，則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為B.0C正確規(guī)律方法【例12】靜止的氡核放出α粒子后變成釙核α粒2007年物理海南卷19(2)19.（2）一速度為v的高速α粒子（）與同方向運(yùn)動(dòng)的氖核（）發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止。求碰撞前后氖核的速度（不計(jì)相對(duì)論修正）。2007年物理海南卷19(2)19.（2）一速度為v的高速α

規(guī)律方法【例14】

一個(gè)氫原子的質(zhì)量為1.6736×10-27kg，一個(gè)鋰原子的質(zhì)量為11.6505×10-27kg，一個(gè)氦原子的質(zhì)量為6.6467×10-27kg。一個(gè)鋰核受到一個(gè)質(zhì)子轟擊變?yōu)?個(gè)α粒子，⑴寫出核反應(yīng)方程，并計(jì)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？規(guī)律方法【例14】一個(gè)氫原子的質(zhì)量為1.6736×10-

規(guī)律方法【例15】(1)核反應(yīng)方程式是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù),則X為

,a＝

.以mU、mBa、mKr分別表示

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,則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE＝

。（2）有一座發(fā)電能力為P＝1.0×106kW的核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η＝40%.假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE＝2.78×10-11J，

核的質(zhì)量mU＝390×10-27kg.求每年(1年＝3.15×107s）消耗的的質(zhì)量規(guī)律方法【例15】(1)核反應(yīng)方程式是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多

規(guī)律方法【例16】太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段,它主要是由電子和

等電子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),核反應(yīng)方程是釋放的核能,

這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能,根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論,若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的

核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡化，假定目前太陽全部由電子和核組成（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M,已知地球