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1、专题二 原子和原子核、 粒子散射实验，原子的核式结构 。 、氢原子的能级结构，氢原子的电子云，光子的发 射和吸收。A 、天然放射现象， 射线，半衰期。A 、质子的发现，中子的发现，原子核的组成。A 、核能，质量亏损，爱因斯坦的质能方程。A 、重核的裂变，链式反应，轻核的聚变。A 、核反应堆，放射型污染核防护。A注：不要求计算有关半衰期的问题。1.实验基础：粒子散射实验.（3）原子和原子核的大小：原子的大小数量级 大约是10-10m，原子核的大小数量级在10-1510 -14 m之间.一、原子的核式结构（1） 粒子散射实验结果：绝大多数粒子沿原 方向前进，少数粒子发生较大偏转。 （2） 原子的核
2、式结构模型：在原子的中心有一 个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和 几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电 子在核外空间绕核旋转 定态假设原子只能处于一系列不连续的能量 状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做 加速运动，但不向外辐射能量.这些状态叫定态2.玻尔的轨道量子化模型. (1)三个假设： 定态假设跃迁假设原子从一种定态（设能量为E初）跃 迁到另一种定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸 收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的 能量差决定，即h=E初-E终.2.玻尔的轨道量子化模型. (1)三个假设：跃迁假设定态假设轨道量子化假设原子的不同能量状态跟电子 沿不同的圆形
3、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的分布也是不连续 的.2.玻尔的轨道量子化模型. (1)三个假设：跃迁假设定态假设轨道量子化假设在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的， 各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能 量值叫做能级。对于氢原子，其能级公式为：En=E1/n2(n=1、2、3)轨道公式：rn=n2r1(n=1、2、3)n为量子数，只能取正整数，En是半径为rn的轨 道的能量值，它等于核外电子在该轨道上运转时动 能和原子的电势能总和，若规定无限远处为零电势 点，则E1=-13.6eV.(2)两个公式：1.第一次发现电子的科学家是 ，他提出 了 原子模型.
4、2.原子的核式结构学说是根据以下哪个实验或现象 提出来的（ ）A.光电效应 B.氢原子光谱实验C.粒子散射实验 D.天然放射现象汤姆生 枣糕式2.卢瑟福提出的原子的核式结构学说的根据是在粒子散射实验中发现粒子（ ）A.全部穿过或发生很小的偏转B.全部发生很大的偏转C.绝大多数穿过金箔后前进方向几乎不变，只有少数发生很大偏转D.绝大多数发生偏转，甚至被弹回3.玻尔在他的原子模型中所做的假设有( )A.原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加 速运动，但并不向外辐射能量B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核 运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时
5、，辐射 （或吸收）一定频率的光子D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核运 转的频率二、原子核的组成 核力1.原子核由质子和中子组成，质子和中子统 称为核子。.使核子紧密结合在一起的力叫核力，核力 是很强的短距离作用力；原子核内只有相邻 的核子间才有核力作用.核子的发现.(1)发现质子的核反应方程（1919年，卢瑟福）：(2)发现中子的核反应方程（1932年，查德威克）： 中子首先是卢瑟福预言了其存在，而居里夫妇最 先做出这一实验，发现了中子，但居里夫妇没有注意 到卢瑟福的预言，当初认为它是一种波长极短的电磁 波.三、天然放射性1.贝克勒尔首先发现了某些矿物中能发 出某种看不见的射线，此射线
6、可以穿透黑纸 使照相底片感光。物质发射这种射线的性质 叫放射性，具有这种性质的物质称作放射性 元素。通过研究发现，原子序数大于83的所 有天然存在的元素都具有这种性质，这种能 自发的放射出射线的现象叫天然放射现象.2.三种射线：射线：本质是氦核流，速度约为光速 的十分之一，贯穿本领弱，电离作用极强；射线：电子流，速度接近光速，贯穿 本领强，电离作用弱； 射线：本质量波长极短的电磁波，就 是光子，贯穿本领最强，电离作用最弱。注：这三种射线可以用磁场和电场加以区别 3.原子核的衰变：原子核自发的放出某种粒子而转 变成为新核的过程叫原子核的衰变.衰变： ，同时放出射线；衰变： ，同时放出射线；衰变规
7、律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的。典型衰变： 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生 衰变所需的时间.半衰期由核内部的因素决定的，与原子的 物理状态和化学状态无关，即与外部条件无关 .、同位素：具有相同质子数，中子数不同的 原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位 素。 1.下面哪些事实证明了原子核具有复杂结构( )A.粒子的散射实验 B.天然放射现象C.阴极射线的发现 D.伦琴射线的发现2.放射性元素的半衰期是( )A.质量减小一半需要的时间B.原子量减少一半需要的时间C.原子核全部衰变所需时间的一半D.原子核有半数发生衰变需要的时间4.有关科学家和涉及的事实，正确的说法是（ ）A.居里夫
8、妇用粒子轰击铝箔时发现了正电子B.卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发 光现象C.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用 实验方法给予了证实D.玻尔建立了量子理论，解释了各种原子发光现象3.射线的本质是( )A.电子流 B.高速电子流C.光子流 D.高速氦核流1、放射性元素 经过次 衰变 和次 衰变后变成了稳定的元素6 4课 前 热 身2.下面哪些事实证明了原子核具有复杂结构( )A.粒子的散射实验 B.天然放射现象C.阴极射线的发现 D.伦琴射线的发现一、核能1.核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子 核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能 ，亦称核能.获得核能的两个基本途
9、径是重核裂变和 轻核聚变.2.质量亏损：组成原子核的核子质量之和与原子核 的质量之差叫做质量亏损；注:任何一个原子核的质量总是小于组成它的所 有核子质量之和.3.爱因斯坦质能方程：凡具有质量的物体都具有能量，物体的质量和 能量间的关系为：E=mc2若原子核质量亏损为m，对应释放的能量为 E=mc2.在非国际单位里，可以用1u=931.5MeV。它表 示1原子质量单位的质量跟931.5MeV的能量相对 应。而1eV=1.610-19J4.注意：核反应过程中需遵循三个守 恒律：电荷数守恒定律、质量数守恒定律 和动量守恒定律；质量亏损，并不是质 量损失也不是质量消失了，因此不能说与 质量守恒定律相矛
10、盾；不能理解为质量 转化为能量，质量和能量分别是物质的属 性之一，不能等同.二、核反应1.重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂成中等质 量的核，同时释放出核能的反应，叫重核的裂变。(1)链式反应：重核裂变时放出几个中子，再引起 其他重核裂变而使裂变反应不断进行下去（原子弹 原理）。为使裂变的链式反应容易发生，最好利用 铀235. (2)临界体积：能发生链式反应的最小体积. (3)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层.2.轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核，同 时释放出更多核能的反应，叫轻核的聚变。聚变反 应释放的能量比裂变释放的能量更多。 （需要几百万度高温）3.热核反应：在极高温度下轻
11、核产生的聚变反应， 为氢弹的工作原理.1.关于核能，下列说法中正确的是（ ）A.核子结合成原子核时，需吸收的能量B.核子结合成原子核时，能放出的能量C.不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能 量相同D.使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值2.质子的质量为mp，中子的质量为mn，它们结 合成质量为m的氘核，放出的能量应为( )A.（mp+mn-m）c2 B.(mp+mn)c2C. mc2 D.(m-mp)c23.下列核反应属于裂变反应的是( )A.B.C.D.衰变衰变人工核转变裂变4.质子、中子和氘核的质量分别为、， 质子和中子结合成氘核时，发出射线，已知普朗克 恒量为，真空中光速为，则射线的频率 _ 解析：质子和中子结合成氘核：这个核反应的质量亏损为：根据爱因斯坦质能方程：此核反应放出的能量 ： 以射线形式放出，5.有一物理现象的发现与研究对现代社会的发展产 生了重大的影响：它改变了原有的能源结构，改 变了国家间军事斗争的策略，给人类带来了喜也 带来了忧。这一发现指的是（ ）A.电磁波的发现B.X射线的发现C.重核的裂变的发现D.轻核的聚变的发现6.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变 为1个氦核的热核反应，这种核反应释放的 大量能量就是太阳的能源。（1）写出这个核反应方程（2）这种热核反应我们称为（ ）A.聚变 B.裂变 C.衰变 D.链式反应
