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高二物理原子和原子核知识点总结

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-13
  一、原子结构知识点:

  1、电子的发现和汤姆生的原子模型:

  (1)电子的发现:

  1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。

  电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。

  (2)汤姆生的原子模型:

  1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。

  2、α粒子散射实验和原子核结构模型

  (1)α粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成

  ①装置:

  ② 现象:

  a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。

  b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转

  c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。

  (2)原子的核式结构模型:

  由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的α粒了所受正电荷的`作用力在各方向平衡,α粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

  1911年,卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。

  原子核半径小于10-14m,原子轨道半径约10-10m。

  3、玻尔的原子模型

  (1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)

  a. 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。

  b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。

  (2)玻尔理论

  上述两个矛盾说明,经典电磁理论已不适用原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,利用普朗克的能量量了化的概念,提了三个假设:

  ①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,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。

  ②跃迁假设:原子从一个定态(设能量为E2)跃迁到另一定态(设能量为E1)时,它辐射成吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即 hv=E2-E1

  ③轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即:轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即

  n为正整数,称量数数

  (3)玻尔的氢子模型:

  ①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径,以及电子在各条轨道上运行时原子的能量,(包括电子的动能和原子的热能。)

  氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时,氢原子的能量En,和电子轨道半径rn分别为:

  其中E1、r1为离核最近的第一条轨道(即n=1)的氢原子能量和轨道半径。即:E1=-13.6ev, r1=0.53×10-10m(以电子距原子核无穷远时电势能为零计算)

  ②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。

  其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态,称为激发态。

  二、原子核知识点

  1、天然放射现象

  (1)天然放射现象的发现:1896年法国物理学,贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。

  放射性:物质能发射出上述射线的性质称放射性

  放射性元素:具有放射性的元素称放射性元素

  天然放射现象:某种元素白发地放射射线的现象,叫天然放射现象

  天然放射现象:表明原子核存在精细结构,是可以再分的

  (2)放射线的成份和性质:用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线,在电场中轨迹:

  2、原子核的衰变:

  (1)衰变:原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中,电荷数和质量数守恒

  γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子流

  在β衰变中新核质子数多一个,而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个电子

  (2)半衰期:放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间,称该元素的半衰期。

  一放射性元素,测得质量为m,半衰期为T,经时间t后,剩余未衰变的放射性元素的质量为m

  3、原子核的人工转变:原子核的人工转变是指用人工的方法(例如用高速粒子轰击原子核)使原子核发生转变。

  (1)质子的发现:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子。

  (2)中子的发现:1932年,查德威克用α粒子轰击铍核,发现中子。

  4、原子核的组成和放射性同位素

  (1)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成,质子和中子统称为核子

  在原子核中:

  质子数等于电荷数

  核子数等于质量数

  中子数等于质量数减电荷数

  (2)放射性同位素:具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素,放射性同位素:具有放射性的同位素叫放射性同位素。

  正电子的发现:用α粒子轰击铝时,发生核反应。

  发生+β衰变,放出正电子

  三、核能知识点:

  1、核能:核子结合成的子核或将原子核分解为核子时,都要放出或吸收能量,称为核能。

  2、质能方程:爱因斯坦提出物体的质量和能量的关系:

  E=mc2——质能方程

  3、核能的计算:在核反应中,及应后的总质量,少于反应前的总质量即出现质量亏损,这样的反就是放能反应,若反应后的总质量大于反应前的总质量,这样的反应是吸能反应。

  吸收或放出的能量,与质量变化的关系为:

  为了计算方便以后在计算核能时我们用以下两种方法

  方法一:若已知条件中以千克作单位给出,用以下公式计算

  公式中单位:

  方法二:若已知条件中以作单位给出,用以下公式计算

  公式中单位:

  4、释放核能的途径——裂变和聚变

  (1)裂变反应:

  ①裂变:重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变反应。

  ②链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。

  链式反应的条件:

  ③裂变时平均每个核子放能约1Mev能量

  1kg全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧放出能量

  (2)聚变反应:

  ①聚变反应:轻的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。

  ②平均每个核子放出3Mev的能量

  ③聚变反应的条件;几百万摄氏度的高温


18219864834原子的结构知识点归纳
鄂哲媛答:原子的结构知识点归纳如下:1、原子粒子构成 原子由原子核和核外电子(带负电荷)构成,原子核由质子(带正电荷)以及中子(不带电)构成,但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。例如:普通的氢原子核内没有中子。2、原子中的等量关系:核电荷数=质子数=核外电子数 在原子中,原子核所带的正...

18219864834高二物理知识点归纳有哪些?
鄂哲媛答:1、物质的原子结构:物质是由分子,原子组成,原子由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的。而原子核又是由质子和中子组成的。质子带正电、中子不带电。在一般情况下,物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目,整个物体不带电,呈电中性。2、电荷守恒定律:任何孤立系统的电荷总数保...

18219864834高中物理知识点:原子核公式?
鄂哲媛答:2. 原子核的大小与原子半径的比较:- 原子核的大小在10^-15至10^-14米之间;- 一般原子的半径约为10^-10米;- 这些数据揭示了原子的核式结构。3. 光子的发射与吸收:- 当原子发生定态跃迁时,会辐射或吸收特定频率的光子;- 辐射或吸收的光子能量由能级差决定,即hν = E初 - E末。4. ...

18219864834原子与原子核有什么区别?
鄂哲媛答:一、质子和中子组成了原子核 原子核和电子又构成了原子 二、原子不带电,电子带负电;原子核内部有质子和中子,质子带电,中子不带电,三、原子核密度极大,电子质量极轻一般可忽略不计.原子体积由外围电子层数多少决定,质量由原子核的中子数与质子数共同决定....

18219864834原子和原子核分别是由什么组成的?
鄂哲媛答:原子还不是物质不能再分的最小微粒。原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的。电子围绕着原子核运动着。原子核也不是不可分化的,它是由质子和中子组成的,质子带一个正电荷,中子是不带电的中性粒子。

18219864834物理原子结构知识点
鄂哲媛答:物理原子结构知识点 1. 三个基本关系 (1)数量关系:质子数 = 核电荷数 = 核外电子数(原子中)(2)电性关系:①原子中:质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中:质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中:质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 (3)质量...

18219864834原子是由原子核和什么组成的 原子核是由
鄂哲媛答:原子核是由质子和中子组成 上图中π介子是传递核强力的中间媒介强子,核强力是组成原子核之力。图中+-号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特(qubit)(名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit 量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)注:...

18219864834高中物理知识点:原子核公式?
鄂哲媛答:1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=E初-E...

18219864834原子的结构知识点
鄂哲媛答:原子是构成化学物质的基本单位,其结构是复杂而精细的。了解原子的结构对于理解化学反应、材料性质以及生命过程都至关重要。以下是对原子结构的主要知识点进行详细的解释和拓展。原子核与电子 原子由一个或多个原子核和围绕其运动的电子组成。原子核由质子(带正电荷)和中子(不带电荷)组成。质子数决定了...

18219864834高中物理原子物理知识点
鄂哲媛答:高中原子物理知识点有:α粒子散射实验、分子间的相互碰撞可以传递能量。α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟福由α粒子散射实验提出在原子的中心有一...


(编辑:滑彪汤)
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