第19章原子核章末提升

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1、:;UM归纳提4 第十八章 原子结构 .一、原子的核式结构a粒子散射实验结果及由此建立的学说：1 .实验结果：a粒子穿过金箔后，绝大多数a粒子仍沿原来的方向前进；少数a粒子有较大的偏转;极少数a粒子的偏转角度超过 90。，有的甚至被弹回，偏转角达到 180。.2 .核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在 原子核内，电子绕核运转.3 .该部分主要考查核式结构理论的建立过程，电子绕原子核转动中有关能量、加速度等问题.【例1】关于a粒子散射实验，下列说法正确的是（）A .在实验中观察到的现象是： 绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏

2、转,极少数偏转角度超过 90。，有的甚至被弹回B.使a粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当a粒子接近核时是核的斥力使粒子偏转，当 a粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转C.实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D.实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量【对点训练】1. （2014烟台高二检测）在a粒子散射实验中，少数a粒子发生了大角度偏转，这些粒子（）A.一直受到重金属原子核的斥力作用B.动能不断减小C.电势能不断增大D .出现大角度偏转是与电子碰撞的结果二、原子跃迁的规律和条件1 .原子跃迁条件：h v= E初一 E终适用于光子和原子作用

3、而使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实 物粒子作用而使原子激发的情况，则不受条件的限制，这是因为，原子一旦电离，原子结构即被破坏， 因而不再遵守有关原子结构的理论.基态氢原子的电离能为13.6eV,只要大于或等于13.6eV的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大.至于实物粒子和原子碰撞情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒 子的动能大于或等于原子某两定态.图 18-2kfk 1 12 .谱线条数的计算公式：N=注意一群氢原子和一个氢原子的区别.例 如一群处于量子数n = 4的激发

4、态的氢原子，能发出6条不同频率的谱线（如图18-1所示）; 而一个处于量子数n = 4的激发态的氢原子，在向低能级跃迁时最多可能发出3种频率的谱线（如图18-2所示）.图18-13 .能级跃迁的几个问题原子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，放出能量后从高能级跃迁到低能级，不论是哪一种跃迁都 要注意以下几个方面的问题：（1） 一群原子和一个原子氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由 某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的 核外电子跃迁时就会有各种情况出现了.（2）跃迁与电离根据玻尔理论，当原子从低能

5、态向高能态跃迁时，必须吸收光子才能实现.相反，当原子从高能态 向低能态跃迁时，必须辐射光子才能实现，不管是吸收光子还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这 两个能级的能量差.欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量.如使氢原 子从n= 1的基态上升到 n=8的状态，这个能量的大小至少为 13.6eV.（3）间接跃迁和直接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁.两种 情况下辐射（或吸收）光子的频率可能不同.（4）入射光子与入射电子若是在光子的激发下引发原子的跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差值；若是在 电子的碰撞下引

6、起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差值，两种情况有所不同，要引起注意.【例2】氢原子的能级如图18-3所示，已知可见光的光子能量范围为1.623.11eV.下列说法中错误的是 （）A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B .大量氢原子从高能级向 n = 3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【对点训练】2.若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为撞击氢原子，二是用能量为13.6eV的光

7、子照射氢原子，则 （）A.两种方法都可能使氢原子电离B.两种方法都不可能使氢原子电离用En在V8Q4-0.853-1.5123MI-13.6013.6eV的电子C.前者可使氢原子电离D.后者可使氢原子电离【巩固练习】1 .现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（假定处在量子数为 n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发.一 ,1态能级上的原子总数的 ）（）n1 八）k 3kAQB. kC.yD.2k2 .（2013德州木测）氢原子的核外电子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光. 已,、 卜 2A-孔

8、ED.知其中的两个波长分别为入和,且则另一个波长可能是 （）3 .已知金属钙的逸出功为2.7eV,氢原子的能级图如图 1所示，一群氢原子处于量子数 n = 4能级状态，则（）.;1A .氢原子可能辐射 6种频率的光子/三*爵8 .氢原子可能辐射 5种频率的光子:二一4C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应一D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应9 .有一群氢原子处于量子数n=4的激发态中，能发出几条光谱线？其中最 1136高频率、最低频率各为多少？若有一个氢原子处于量子数n=4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？年东“纳提升第十九章原子核、核反应方程的书写及常见的核反应方程1 .规则

9、核反应遵循质量数和电荷数守恒.2.常见的核反应方程及相关内容核反应式与其相关的重要内容238234492 U 90 Th + 2Hea衰变实质 2；H +20n2He234234234Th-234Pa+ 0 1e11.3技工头质0n iH + 0-1e14. . 4一17 -1 一7 N + 2He 8 O + iH质子的发现（1919年）卢瑟福9r , 4, ,12 - , 14Be+ 2He 6 C + 0n中子的发现（1932年）查德威克23Al +2He 30P+1n人工放射性同位素的发现约里奥-居里夫妇35 P ?4Si + ?e正电子的发现（1934年）约里奥一居里夫妇23592U

10、 +1901361 23510n 38Sr+54Xe + 100n 92u+0n144891-56 Ba + 36Kr + 30n重核的裂变2H + 1, ,-4771 H 2He + 0n轻核的聚变A：y,则表示该核反对点训练4. （2014锦州木测）20世纪 新的粒子，K介子和n介子就是科学家在 1947年发现的. Q介子的衰变方程为K其中K 一介子和 正介子带负电， 电荷量等于元电荷的电荷量，70介子不带电.如图所示，一个 K介子沿垂直于磁场 的方向射入匀强磁场中，其轨迹为图中的30年代以来，人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些ABCD10 确定衰变次数的方法方法一：设放射性元素 A

11、X经过n次a衰变和m次0衰变后，变成稳定的新元素 应的方程为：AX A Y + n2He+ m 0e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A = A 4 4n,Z = Z + 2n - m.a衰变的次数，再根方法二：确定衰变次数，因为B衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定据衰变规律确定 B衰变的次数.例1北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术.太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是（）A. 1h + iH 2He +0nB. 17n +2He 18 O + iHC

12、 235, 1136901238 2344C. 92u+on - 54Xe + 38Sr+100nD. 92U 90Th + 2He对点训练1.（多选）（2014苏州木测）天然放射性元素290Th（社）经过一系列 a衰变和0衰变之后，变成282Pb（铅）.下列判断中正确的是 （）A .铅核比社核少24个中子B.铅核比社核少 8个质子C.衰变过程中共有4次a衰变和8次0衰变D.衰变过程中共有6次a衰变和4次0衰变二、放射性元素半衰期的特点及应用1 .放射性元素的半衰期只由元素本身的性质决定，与外界条件无关.2 .应用放射性元素半衰期可计算剩余核数、剩余质量和确定时间1 L1 （1）剩余核数：N=

13、用（2）（2）剩余质量：m= m0（2）T例2（多选）（2013南京高二检测）日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出 B射线与丫射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注.下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是（）A .人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B.碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C. B射线与丫射线都是电磁波，但丫射线穿透本领比B射线强D.碘131发生0衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的对点训练2.铀238的半衰期是4.5X 109年，假设一块

14、矿石中含有2kg铀238,求：（1）经过45亿年后还剩下多少铀238;假设发生衰变的铀238均变成了铅206,则此矿石中含有多少铅？（2）若测出某块矿石中的铀、铅含量比为119 : 309,求此矿石的年龄.对点训练3.为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟 衰变8X 107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1m3的水，并测得每分钟衰变 10次,求水库的存水量为多少？三、磁场中的衰变及其相关问题例3在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 a粒子，结果得 *”到一张两个相切圆的径迹照片（如图19-2-4所示），测得两个相切圆半径之比J

15、：2 小=44 ： 1.求：1 产）（1）这个原子核原来所含的质子数是多少？,（2）图中哪一个圆是 a粒子的彳变迹？（说明理由）图 19-2-4圆弧虚线，K介子衰变后，一介子和 点介子的轨迹可能是（）四、核力与结合能核裂变、聚变粒子和宇宙例4一个电子（质量为m、电荷量为一e）和一个正电子（质量为m、电荷量为e）以相等的初动能 Ek相 向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为V若这两个光子的能量都为h v,动量分别为p和p,下面关系中正确的是 （）A . h k mc2, P=P B. hv=2mc2, p=p，1 . 11 1 .1 o 一C. h k mc + Ek, p = p D. hv=2（mc