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高考物理考点分类解析十七、原子物理

阅读:1244 次  我要评论(0)  收藏  2010/10/13 10:22:19
 
1.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)
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:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。 
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。
2.玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数n叫量子数。)
⑴玻尔的三条假设(量子化)
①轨道量子化rn=n2r1  r1=0.53×10-10m
②能量量子化:   E1=-13.6eV
③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En
⑵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)。
2.天然放射现象 
⑴.天然放射现象----天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。
⑵.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
α射线
氦核
4
+2
0.1
最强
最弱,纸能挡住
β射线
电子
1/1840
-1
0.99
较强
较强,穿几mm铝板
γ射线
光子
0
0
1
最弱
最强,穿几cm铅版
3、核反应
①核反应类型
⑴衰变:   α衰变:(核内 )
                β衰变:(核内 )
                γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。
⑵人工转变: (发现质子的核反应)
                 (发现中子的核反应)
⑶重核的裂变: 在一定条件下(超过临界体积),裂变反应会连续不断地进行下去,这就是链式反应。
⑷轻核的聚变:(需要几百万度高温,所以又叫热核反应)
所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。(注意:质量并不守恒。)
②.半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。(对大量原子核的统计规律)计算式为: N表示核的个数 ,此式也可以演变成 或 ,式中m表示放射性物质的质量,n 表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。
半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。
③.放射性同位素的应用
⑴利用其射线:α射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。γ射线贯穿性强,可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变,可用于生物工程,基因工程。
⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况,诊断甲状腺疾病的类型,研究生物大分子结构及其功能。
⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14,判定出土木质文物的产生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素(种类齐全,各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短,废料容易处理。可制成各种形状,强度容易控制)。
4、核能
(1).核能------核反应中放出的能叫核能。
(2).质量亏损---核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量亏损。
(3).质能方程-----爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:
E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc2。以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。在非国际单位里,可以用1u=931.5MeV。它表示1原子质量单位的质量跟931.5MeV的能量相对应。
在有关核能的计算中,一定要根据已知和题解的要求明确所使用的单位制。
(4).释放核能的途径
凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种原子核 中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核,生成平均质 量小的核的核反应都是释放核能的。
常见非常有用的经验结论:
1、 物体沿倾角为α的斜面匀速下滑------µ=tanα ;
物体沿光滑斜面滑下a=gsinα   物体沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα
2、 两物体沿同一直线运动,在速度相等时,距离有最大或最小;
3、 物体沿直线运动,速度最大的条件是: a=0或合力为零 。
4、 两个共同运动的物体刚好脱离时,两物体间的弹力为 F=0,加速度相等。
5、 两个物体相对静止,它们具有相同的速度;
6、 水平传送带以恒定速度运行,小物体无初速度放上,达到共同速度过程中,摩擦生热等于小物体动能。
7、 一定质量的理想气体,内能大小看温度 ,做功情况看体积,吸热、放热综合以上两项用能量守恒定律分析。
8、 电容器接在电源上,电压 不变;断开电源时,电容器上电量不变;改变两板距离 E 不变。
9、直导体杆垂直切割磁感线,所受安培力F= B2L2V/R 。
10、电磁感应中感生电流通过线圈导线横截面积的电量:Q=  N△Ф/R    。
11、解题的优选原则:满足守恒则选用守恒定律;与加速度有关的则选用牛顿第二定律F=ma;与时间直接相关则用动量定理;与对地位移相关则用动能定理;与相对位移相关(如摩擦生热)则用能量守恒。
 
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