高中物理高考复习选修3 5《原子结构、原子核》课件核心考点 典型题(整理推荐).ppt
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1、高考物理精品复习课件高考物理精品复习课件原子结构原子结构 原子核原子核 高中物理复习选修高中物理复习选修3-53-5核心考点核心考点+典型例题典型例题原子的核式结构原子的核式结构(1)电子的发现电子的发现:1897年,英国物理学家汤姆孙通过对阴年,英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子极射线的研究发现了电子(2)原子的核式结构原子的核式结构知识点知识点1:氢原子的光谱:氢原子的光谱 氢原子的能级结构、氢原子的能级结构、能级公式能级公式1(2)原子的核式结构原子的核式结构粒子散射实验的结果粒子散射实验的结果绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前
2、进,但少数原来的方向前进,但少数粒子发生了大粒子发生了大角度偏转,极少数角度偏转,极少数粒子甚至被撞了回来,粒子甚至被撞了回来,如图所示如图所示卢瑟福的原子核式结构模型卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的所有正电荷在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外绕核和几乎所有质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外绕核旋转旋转原子核的尺度:原子核直径的数量级为原子核的尺度:原子核直径的数量级为1015 m,原子直径的,原子直径的数量级约为数量级约为1010 m.原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子
3、核的电原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的质子数荷数等于核内的质子数氢原子光谱氢原子光谱(1)氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律(2)玻尔理论玻尔理论定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量辐射能量跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或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收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能
4、量差决定,即定,即hEmEn.(h是普朗克常量,是普朗克常量,h6.631034 Js)2轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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运动相对应原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的也是不连续的氢原子的能级、能级公式氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级氢原子的能级能级图如图所示能级图如图所示3能级图中相关量意义的说明能级图中相关量意义的说明相关量相关量表示意义表示意义能级图中的横线能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态表示氢原子可能的能量状态定态定态横线左端的数字横线左端
5、的数字“1,2,3”表示量子数表示量子数横线右端的数字横线右端的数字“13.6,3.40”表示氢原子的能级表示氢原子的能级相邻横线间的距离相邻横线间的距离表示相邻的能级差,量子数越大相邻表示相邻的能级差,量子数越大相邻的能级差越小的能级差越小带箭头的竖线带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁,表示原子由较高能级向较低能级跃迁,原子跃迁的条件为原子跃迁的条件为hEmEn当轨道半径减小时,库仑力做正功,电势能减小;当轨道半径减小时,库仑力做正功,电势能减小;反之,轨道半径增大时,电势能增加反之,轨道半径增大时,电势能增加天然放射现象、三种射线天然放射现象、三种射线(1)天然放射现象:放射性元
6、素自发地发出射线的现象,首天然放射现象:放射性元素自发地发出射线的现象,首先由贝可勒尔发现天然放射现象的发现,说明原子核具先由贝可勒尔发现天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构有复杂的结构(2)三种射线的比较三种射线的比较知识点知识点2:原子核的组成、放射性、原子核的衰:原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素变、半衰期、放射性同位素1 射线名称射线名称比较项目比较项目射线射线射线射线射线射线组成组成高速氦核流高速氦核流高速电子流高速电子流光子流光子流(高高频电磁波频电磁波)带电荷量带电荷量2ee0质量质量4mp mp1671027 kg静止质静止质量为零量为零符号符号H
7、e速度速度0.1c0.99cc垂直电磁场垂直电磁场偏转情况偏转情况偏转偏转偏转偏转不偏转不偏转 射线名称射线名称比较项目比较项目射线射线射线射线射线射线贯穿本领贯穿本领最弱最弱用一张薄用一张薄纸能挡住纸能挡住较强较强穿透几厘米穿透几厘米厚的铝板厚的铝板最最强穿透几厘强穿透几厘米厚的铅板米厚的铅板对空气的对空气的电离作用电离作用很强很强较弱较弱很弱很弱在空气中在空气中的径迹的径迹粗、短、直粗、短、直细、较长、细、较长、曲折曲折最长最长通过胶片通过胶片感光感光感光感光感光感光原子核的衰变原子核的衰变(1)原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子,变成另一种原子核的变化粒子,变成另一种原子核的变化称为原
8、子核的衰变称为原子核的衰变(2)分类分类(3)半衰期:放射性元素的原子核有半衰期:放射性元素的原子核有_发生衰变所需的发生衰变所需的时间半衰期由时间半衰期由_的因素决定,跟原子所处的的因素决定,跟原子所处的_无关无关2.核内部本身核内部本身物理或化学状态物理或化学状态半数半数放射性同位素及应用放射性同位素及应用(1)同位素同位素具有相同具有相同_而而_不同的原子核,在元素周期表中不同的原子核,在元素周期表中处于同一位置,互称处于同一位置,互称_.有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素天然放射性同有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素天然放射性同位素不过四十多种,而人工制造的放射性同位素已达位素
9、不过四十多种,而人工制造的放射性同位素已达1 000多种多种(2)放射性同位素的应用放射性同位素的应用放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等等作示踪原子作示踪原子3质子数质子数中子数中子数同位素同位素1衰变规律及实质衰变规律及实质衰变衰变类型类型衰变衰变衰变衰变衰变衰变方程方程衰变衰变实质实质2个质子和个质子和2个中子结个中子结合成一个整体射出合成一个整体射出中子转化为中子转化为质子和电子质子和电子衰变衰变规律规律电荷数守恒、质量数守恒电荷数守恒、质量数守恒2.人造放射性同位素的优点人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制;放
10、射强度容易控制;(2)可以制成各种所需的形状;可以制成各种所需的形状;(3)半衰期很短,废料容易处理半衰期很短,废料容易处理核力核力核子间的作用力核力是短程强引力,作用范围在核子间的作用力核力是短程强引力,作用范围在1.51015 m之内,只在之内,只在_的核子间发生作用的核子间发生作用核能核能_结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸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,叫做原子核的收的能量,叫做原子核的_能,亦称核能能,亦称核能质能方程、质量亏损质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程E _,原子核的质量必然比组成它,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和
11、要小的核子的质量和要小m,这就是质量亏损由质量亏损可,这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能求出释放的核能E _.知识点知识点3:核力、结合能、质量亏损:核力、结合能、质量亏损1.23相邻相邻结合结合mc2mc2核子核子裂变反应和聚变反应裂变反应和聚变反应(1)重核裂变重核裂变:是重核分裂成中等质量的核的反应过程如:是重核分裂成中等质量的核的反应过程如:由重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的过程称为由重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应,发生链式反应的条件是:裂变物质的体积链式反应,发生链式反应的条件是:裂变物质的体积_临界体积临界体积裂变的应用:原子弹、核反应堆
12、裂变的应用:原子弹、核反应堆(2)轻核聚变轻核聚变:聚变是两个轻核结合成:聚变是两个轻核结合成_的核的反应过的核的反应过程如:程如:使核发生聚变需要几百万度以上的高温,因此聚变又叫使核发生聚变需要几百万度以上的高温,因此聚变又叫_知识点知识点4:裂变反应和聚变反应、裂变反应堆:裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 核反应方程核反应方程1.3大于大于等于等于质量较大质量较大热核热核反应反应核反应的四种类型核反应的四种类型类型类型可控性可控性核反应方程典例核反应方程典例衰衰变变衰变衰变自发自发衰变衰变自发自发人工人工转变转变人工人工控制控制(卢瑟福发现质子卢瑟福发现质子)(查德威克发现中子查德威克发现中
13、子)约里奥约里奥居里夫妇发居里夫妇发现放射性同位素,现放射性同位素,同时发现正电子同时发现正电子重核重核裂变裂变比较容易比较容易进行人工进行人工控制控制轻核轻核聚变聚变很难很难控制控制2污染与污染与防护防护举例与举例与措施措施说明说明污染污染核爆炸核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的的射线和中子流,长期存在放射性污染射线和中子流,长期存在放射性污染核泄漏核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料,一旦泄露就会造成严重污染料,一旦泄露就会造成严重污染医疗照射医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大,也会导致病医疗
14、中如果放射线的剂量过大,也会导致病人受到损害,甚至造成病人的死亡人受到损害,甚至造成病人的死亡防护防护密封防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里,或者用特殊把放射源密封在特殊的包壳里,或者用特殊的方法覆盖,以防止射线泄漏的方法覆盖,以防止射线泄漏距离防护距离防护距放射源越远,人体吸收的剂量就越少,受距放射源越远,人体吸收的剂量就越少,受到的危害就越轻到的危害就越轻时间防护时间防护 尽量减少受辐射的时间尽量减少受辐射的时间屏蔽防护屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用铅的屏蔽作用最好用铅的屏蔽作用最好知识点知识点5:射线的危害和防护:射线的危害和防
15、护关于原子结构理论与关于原子结构理论与粒子散射实验的关系,下列说法正确粒子散射实验的关系,下列说法正确的是的是 ()A卢瑟福做卢瑟福做粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型 是错误的是错误的B卢瑟福认识到汤姆孙卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型枣糕模型”的错误后提出了的错误后提出了“核式核式 结构结构”理论理论C卢瑟福的卢瑟福的粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正 确性确性D卢瑟福依据卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的粒子散射实验的现象提出了原子的“核式核式 结构结构”理论理论答案答案D1过关练习答案答案D2氦原子核
16、由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则在着万有引力、库仑力和核力,则3种力从大到小的排列种力从大到小的排列顺序是顺序是 ()A核力、万有引力、库仑力核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力核力、库仑力、万有引力解析解析核力是核子之间的一种强相互作用,其相互作用力核力是核子之间的一种强相互作用,其相互作用力巨大,两核子之间的万有引力极其微小,所以我们在平时巨大,两核子之间的万有引力极其微小,所以我们在平时的计算时不考
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