2025年高考原子物理

　　盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（行星式模型）

　　α粒子散射實(shí)驗(yàn)：是用α粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說(shuō)明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。

　　盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，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運(yùn)動(dòng)。

　　由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)是10-15m。

　　2.玻爾模型（引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)。）

　　⑴玻爾的三條假設(shè)（量子化）

　　①軌道量子化rn=n2r1r1=0.53×10-10m

　　②能量量子化：E1=-13.6eV

　　★③原子在兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)輻射或吸收光子的能量hν=Em-En

　　⑵從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子；從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級(jí)到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。（如在基態(tài)，可以吸收E≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于電離外，都轉(zhuǎn)化為電離出去的電子的動(dòng)能）。

　　2、天然放射現(xiàn)象

　　⑴.天然放射現(xiàn)象----天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

　　⑵.各種放射線的性質(zhì)比較

　　種類(lèi)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

　　3、核反應(yīng)

　　①核反應(yīng)類(lèi)型

　　⑴衰變：α衰變：（核內(nèi)）

　　β衰變：（核內(nèi)）

　　γ衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。

　　⑵人工轉(zhuǎn)變：（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）

　　（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）

　　⑶重核的裂變：在一定條件下（超過(guò)臨界體積），裂變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

　　⑷輕核的聚變：（需要幾百萬(wàn)度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）

　　所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。）

　　②.半衰期

　　放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間叫半衰期。（對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律）計(jì)算式為：N表示核的個(gè)數(shù)，此式也可以演變成或，式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量，n表示單位時(shí)間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時(shí)間t后的剩余量。

　　半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。

　　③.放射性同位素的應(yīng)用

　　⑴利用其射線：α射線電離性強(qiáng)，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng)，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。

　　⑵作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類(lèi)型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。

　　⑶進(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。

　　一般都使用人工制造的放射性同位素（種類(lèi)齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理。可制成各種形狀，強(qiáng)度容易控制）。

　　4、核能

　　（1）.核能------核反應(yīng)中放出的能叫核能。

　　（2）.質(zhì)量虧損---核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。

　　★（3）.質(zhì)能方程-----愛(ài)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，這就是愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程。

　　質(zhì)能方程的另一個(gè)表達(dá)形式是：ΔE=Δmc2。以上兩式中的各個(gè)物理量都必須采用國(guó)際單位。在非國(guó)際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對(duì)應(yīng)。

　　在有關(guān)核能的計(jì)算中，一定要根據(jù)已知和題解的要求明確所使用的單位制。

　　（4）.釋放核能的途徑

　　凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時(shí)，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個(gè)核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。

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