原子物理解读课件.pptx

1、原子物理12023-2-3 电子的发现 质量很大原子中有带正电物质很小，带负电，阴极射线管年汤姆生发现电子m897122023-2-3 原子结构：面葡萄干，镶嵌在原子里电子象葡萄干蛋糕中的匀分布在整个球体内原子是球体，正电荷均汤姆生模型32023-2-3 卢瑟福模型：粒子散射实验1、装置：粒源发粒子金箔2、结果3、卢瑟福的发现：大角度散射分析：粒子甚至返回有的粒子发生大角度偏转少数方向前进粒子穿过金箔基本沿原绝大多数定集中在很小核上原子内正电荷、质量一电荷斥力很小，一定受原子内正电子作用，少数散射，不可能是因碰尘埃原子内空旷，碰电子象粒子直进大多数em42023-2-3卢瑟福核式结构电子在核外

2、空间运动集中在核上，带负电的几乎全部质量原子核原子全部正电核原子中有一个很小的核核式结构。52023-2-3 1911年卢瑟福依据粒子散射实验中粒子发生了_（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的粒子轰击金箔，其速度约为_m/s。（质子和中子的质量均为1.671027 kg，1 MeV106eV）大，6.9106 解析：卢瑟福在粒子散射实验中发现了大多数粒子没有大的偏转，少数发生了较大的偏转，卢瑟福抓住了这个现象进行分析，提出了原子的核式结构模型；1MeV=11061.610-19=mv2，解得v=6.9106m/s。62023-2-3.玻尔模型（引

3、入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数。）玻尔的三条假设（量子化）轨道量子化rn=n2r1 r1=0.5310-10m 能量量子化：E1=-13.6eV 原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量h=Em-En21nEEn氢原子的能级图n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E372023-2-3氢原子的能级图n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E382023-2-3 从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞

4、可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E 13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。92023-2-3 已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.052810-10米量子数为n的(1)求电子在基态轨道上运动时的动能.(2)有一群氢原子处于

5、量子数n=3的激发态.画一能级图在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长.(静电力恒量k=9.0109牛顿米2/库仑2,电子电量e=1.6010-19库仑,普朗克恒量n=6.6310-34焦耳秒,真空中光速c=3.00108米/秒.)102023-2-3 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此 可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示 为：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3)以上表示式中 A.只有正确 B.只有正确 C.只

6、有正确 D.只有正确 解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有h3=E3-E1，h1=E3-E2，h2=E2-E1，可见h3=h1+h2=h(1+2)，所以照射光子能量可以表示为或，答案选C。112023-2-3 天然放射现象 贝克勒尔的发现成功眷顾注意细节的人 成功更关注坚韧的人RaP0发现：研铀、铀矿石居里皮埃尔玛丽居里122023-2-3 三种射线：质碰撞易损能量、穿透本领很弱：与物使照相底片感光、感光作用也很强：易、电离作用强、射线43210/cv1He42铝板透黑纸，几、穿透本领较强：能穿、电离作用较弱、射线mm32%99cv1u1

7、840/1me01几铅板、穿透本领最强：穿透、电离作用更弱、不带电电磁波射线3210cvm132023-2-3各种放射线的性质比较种 类本 质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板射线光子001最弱最强，穿几cm铅版142023-2-3 衰变：原子核放出或射线转变成新的原子核，这种变化叫衰变 eHePaHeThU014223491422349023892152023-2-3 衰变规律：在衰变过程中，电荷数和质量数都守恒 光子低能级跃迁之后，高能级续能级衰变：原子核处于不连衰变。叫放出衰变：体抛出中子

8、紧密结合，以一整衰变：两个质子、两个转eeHnHe0101111042162023-2-3 放射性同位素钍232经衰变会生成氧，其衰变方程为 Th=Rn+x+y，A.x=1,y=3B.x=2,y=3 C.x=3,y1D.x=3,y=2 解析：本题考查放射性元素衰变的有关知识，本题为较容易的题目。由衰变方程：,由质量数守恒和电荷数守恒得：232=220+4x,90=86+2x-y可解得：x=3、y=2。2329022080172023-2-3 一置于铅盒中的放射源发射的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，

9、射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_射线，射线b为_射线。182023-2-3 半衰期 无关与化学状态与物理状态部：决定因素：决定原子内间半数发生衰变所需的时定义：放射性原子核有192023-2-3.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是BA.0.25g，粒子B.0.75g，粒子C.0.25g，粒子D.0.75g，粒子 解析:经过了两个半衰期，1g的氡剩下了0.25g，衰变了0.75g，根据核反应方程的规律，在反应前后的质量数和荷电荷数不变可得出是a粒子，所以B正确。202023-2-3 一小瓶含有一种放

10、射性同位素的溶液，它平均每分钟衰变6000次，将它注射到一病人血液中，经15小时后从病人身上取出10cm3血液，测得平均每分钟衰变2次.若这种同位素半衰期为5小时，试计算病人血液的总体积？3.75L212023-2-3222023-2-3232023-2-3 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于天然衰变放出一个粒子而得到两条圆形轨迹，两圆半径之比为45 1，测得衰变后两粒子动能之比为117 2，请根据计算，写出该核的衰变方程式。242023-2-3 原子核中子。质量相等，但不带电质量跟质子，一定还有另一种粒子卢猜：核内不光有质子据此叫质子氢核质量质量元电荷带一个经测核轰（卢瑟福）质子的发现

11、核质核eqmmHHOHeNHN11111784214711252023-2-3 卢猜想查德威克用实验证实粒子 轰 Be核一种粒子n10中子质量接近质子质量不带电nCBeHe101269442262023-2-3等如质量数中子数质子数原子序数核外电子数核电荷数质子数表示原子核电荷量用为整，核子中子质子原子核核NBeHeHXAzzzeq147944211Az272023-2-3 重核裂变282023-2-3292023-2-3 假设在NaCl蒸气中存在由钠离子 和氯离子Cl靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子若取 与 相距无限远时其电势能为0，一个NaCl分子的电势能为6.leV已知使一个中

12、性原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子 所需的能量（电离能）为5.leV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子 所放出的能量（亲和能）为3.8eV由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于_eV 302023-2-3如图所示，竖直平面内有一半径为如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在形金属环，在M、N处与距离为处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，相接，EF之间接有电阻之间接有电阻R2，已知，已知R112

13、R，R24R。在。在MN上方及上方及CD下方有水平方向的匀强磁场下方有水平方向的匀强磁场I和和II，磁感应强度大小均为，磁感应强度大小均为B。现有质量为。现有质量为m、电阻不计的导体棒电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长。已知导体棒下落时的速度大小为足够长。已知导体棒下落时的速度大小为v1，下落到，下落到MN处时的速度大处时的速度大小为小为v2。（1）求导体棒）求导体棒ab从从A处下落时的加速度大

14、小；处下落时的加速度大小；（2）若导体棒）若导体棒ab进入磁场进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场后棒中电流大小始终不变，求磁场I和和II这间的这间的距离距离h和和R2上的电功率上的电功率P2；（3）若将磁场）若将磁场II的的CD边界略微下移，导体棒边界略微下移，导体棒ab进入磁场进入磁场II时的速度大小为时的速度大小为v3，要使其在外力要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力，求所加外力F随时间变化的关系式随时间变化的关系式。A R1 a b I B r M O N h C D II B E R2 F 312023-2-3322023-2-3