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1、原子和原子核【例题精选】:例1:如图给出氢原子最低的4个能级,氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有种,其中最小频率为Hz,需使基态氢原子电离应用波长为的光照射氢原子。分析:(1)原子由定态n向基级跃迁时可能辐射的光子频率的个数可用组合公式求:本题中n=4,所以光子频率个数为(2)其中频率最低的光子也是能量最小的光子,应是从跃迁时辐射的:即(3)使氢原子电离,就是电子脱离原子核束缚,即,因此:答案:例2:(钍)经过多少次衰变与多少次衰变,成为(铅)?分析:放射性元素在发生衰变时遵守两个守恒:质量数守恒与电荷数守恒。原子核每放出一个粒子(),其质量数少4,电荷数少2,其规律可用下式表示
2、:其中X、Y表示不同元素,M表示质子数,Z表示电荷数。同样原子核每放出一个粒子(),其质量数不变,电荷数多1,即本题中经过若干次衰变与衰变变为时,质量数的变化完全由衰变引起,与衰变无关,因此变成质量数减少:232208=24发生衰变次数:244=6(次)衰变的次数由电荷数计算,6次衰变电荷数应减少:26=12,但实际减少9082=8。所以发生衰变次数:128=4(次)答案:发生了6次衰变,4次衰变。例3:已知元素a的半衰期为4d,元素b的半衰期为5d,有相同质量的a和b经过20d后,剩下的质量之比为。分析:半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量,它表示原子核中有半数发生衰变需要的时间,半衰期由
3、元素原子核决定,与所处的物理状态及化学状态无关,设某元素的原有质量为m0,经过一个半衰期后的质量为m,则,经过n个半衰期后本题中a元素的半衰期为4d,在20d中经历了5个半衰期,b元素半衰期5d,在20d中经历了4个半衰期,则:答案:12例4: (钍)经过一系列衰变,成为(铅),则:A铅核比钍核少8个质子B铅核比钍核少16个中子C共经过4次衰变和6次衰变。D共经过6次衰变和4次衰变。分析:由题目中可知:铅核的质子数是82,钍核的质子数是90,因此,铅核质子比钍核少8个,所以A对。铅核的质量数是208,则中子数=质量数质子数,即20882=126,而钍核的质量数是232,则中子数为23290=1
4、42,所以铅核的中子数比钍核中子数少142126=16,B也对。铅核的质量数比钍核质量数少232208=24,这是由衰变引起的,因此发生了(244=)6次衰变,另外6次衰变应使钍的质子数减少26=12,但铅的质子数仅比钍少8个,说明又发生了4次衰变。(每一次衰变,不改变质量数,但使质子数增加1个),所以D是对的。答案:A、B、D。例5:用质子轰击锂核,生成2个粒子,已知质子、粒子和锂核的质量分别为,写出这个核反应方程,并求出核反应中释放的能量。解:核反应方程为核反应中的质量亏损为例6:1个铀核衰变为钍核时放出1个粒子,已知铀核的质量为,钍核的质量为,粒子的质量为,在这个衰变过程中释放出的能量等于J。(保留2位有效数字)分析:在这个核反应过程中的质量亏损为:释放的能量为:答案: 小结: 在解这类题时要注意单位。质能方程中的单位为kg时,的单位为J,c的单位为m/s。若的单位为原子质量单位u时,可利用(的关系求,则的单位为Mev。(,)。另外在计算时,质量的有效数字一定要保留题中给出的数位,因质量变化是非常小的。单位:金太阳教育姓名:刘占想E_mail: