(完整word)3-5原子物理知識點(diǎn)總結(jié),推薦文檔

1、檢查重點(diǎn)：1. 光電效應(yīng)2. 玻爾原子假設(shè)與能級躍遷規(guī)律3. 半衰期4. 愛因斯坦質(zhì)能方程及其計(jì)算5. 物理學(xué)史（物理學(xué)家的貢獻(xiàn)）第 17 章 光電效應(yīng) 波粒二象性一、黑體輻射與能量子1.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律一般材料的物體，輻射的電磁波除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)a隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加b隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)2能量子（ 1）定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或者吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍即能量的輻射或者吸收只能是一份一份的這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子h 6.

2、63× 1034 J·s.（ 2）能量子的大?。?h，其中 是電磁波的頻率，h 稱為普朗克常量二、光電效應(yīng)1光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)： 在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)， 發(fā)射出來的電子叫做光電子2光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1) 每種金屬都有一個(gè)極限頻率(2) 光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大(3) 光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的(4) 光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比3愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1) 光子說：空間傳播的光的能量是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子光子的能量為 h ，其中 h 是普朗克常量，其值為

3、 6.63× 1034 J· s.(2) 光電效應(yīng)方程： Ek h W0.其中 h為入射光的能量，Ek 為光電子的最大初動(dòng)能，W0 是金屬的逸出功4遏止電壓與截止頻率(1) 遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓U c.(2) 截止頻率： 能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率 (又叫極限頻率 )不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率(3) 逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功5 由 Ek 圖象 (如圖 )可以得到的信息(1) 極限頻率：圖線與 軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) c.(2) 逸出功：圖線與Ek 軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對值E W0.(3) 普朗克常量

4、：圖線的斜率 k h. 三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1光的波粒二象性(1) 光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性(2) 光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性(3) 光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性2. 光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象?？灯疹D效應(yīng)： 在研究電子對X 射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)有些散射波的波長比入射波的波長略大，康普頓認(rèn)為這是因?yàn)楣庾硬粌H有能量，還有動(dòng)量；說明了光具有粒子性。2hhh光子的動(dòng)量：由于光子的能量是h ，由相對論知E=mc，因此 m=c2，動(dòng)量 p=c=。13物質(zhì)波(1) 概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，

5、亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波(2) 物質(zhì)波： 也叫德布羅意波； 任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體都有一種波與之對應(yīng)，其波長= h ；宏觀物體也存在波動(dòng)性，p波長很小。p 為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量， h 為普朗克常量 .電子衍射實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性第 18 章 原子結(jié)構(gòu)一、原子結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn)：1897 年，英國物理學(xué)家湯姆生研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的棗糕式模型。2. 原子的核式結(jié)構(gòu)（ 1）粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被撞了回來，如圖所

6、示（ 2）盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)二光譜氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。1885 年，巴耳末對當(dāng)時(shí)已知的，在可見光區(qū)的4 條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個(gè)公式表示：1R( 11)n= 3， 4， 5，式中 R 叫做里德伯常量，2 2n 2這個(gè)公式成為巴爾末公式。三、玻爾理論1定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量2躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這

7、兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即mnh 6.63 × 10 34J · s)hE E .( h 是普朗克常量，3軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的4氫原子的能級、能級公式(1) 氫原子的能級圖 ( 如圖所示 )(2) 氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公式：1， ) ，其中 E 為基態(tài)能E n E ( n1,2,3n211量，其數(shù)值為 E 13.6 eV.1氫原子的半徑公式：r n n2r 1( n1,2,3， ) ，其中 r 1 為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r 0.53 ×10 10m.

8、15.對原子躍遷條件的理解(1) 原子從低能級向高能級躍遷，吸收一定能量的光子只有當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足末 E 初時(shí)，才能h E被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級E 初向高能級 E 末躍遷，而當(dāng)光子能量h大于或小于E 末 E 初時(shí)都不能被原子吸收(2) 原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級間的能量差6.關(guān)于能級躍遷的說明(1) 當(dāng)光子能量大于或等于 13.6 eV 時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于 13.6 eV ，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能(2) 當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，

9、原子的電勢能減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小反之，軌道2半徑增大時(shí)，原子電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大(3) 一個(gè)原子和一群原子的區(qū)別：一個(gè)氫原子只有一個(gè)電子，在某個(gè)時(shí)刻電子只能在某一個(gè)可能的軌道上，當(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道上時(shí)，可能情況有多種2n(n1)Cn但產(chǎn)生的躍遷只有一種而如果是一2群氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會出現(xiàn)所有的可能情況（ 4）入射光子和入射電子的區(qū)別： 若是在光子的激發(fā)下引起原子躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級差； 若是在電子的碰撞下引起的躍遷，則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級差兩種情況有所區(qū)別第19章 原子核1. 天然放

10、射現(xiàn)象（ 1）天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)： 1896 年法國物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。放射性：物質(zhì)能發(fā)射出上述射線的性質(zhì)稱放射性放射性元素：具有放射性的元素稱放射性元素天然放射現(xiàn)象：某種元素自發(fā)地放射射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象。這表明原子核存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，是可以再分的。（ 2）放射線的成份和性質(zhì)：用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線，在電場中軌跡，如圖2原子核(1) 原子核的組成原子核由中子和質(zhì)子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子原子核的核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)中子數(shù)質(zhì)子數(shù) X 元素原子核的符號為AZX ，其中 A 表示質(zhì)量數(shù)， Z

11、表示核電荷數(shù)(2) 同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核，因?yàn)樵谠刂芷诒碇械奈恢孟嗤?，同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)3.原子核的衰變和半衰期（ 1）原子核的衰變(1) 原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變AA44（ 2）分類 :衰變： ZX Z 2Y 2HeAA衰變： Z X Z 1Y 10e1 衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)射線： 射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時(shí)產(chǎn)生的其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過衰變類型衰變衰變程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量( 核處于激發(fā)態(tài) ) 而輻射出光子衰變方程AA 44AA0Z XZ 2 Y 2HeZ X Z 1 Y 1 e（ 3 ）半衰期：放

12、射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間2 個(gè)質(zhì)子和 2 個(gè)中中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子1t/1t/ 公式： N 余 N 原(2)， m 余 m 原(2)衰變實(shí)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)整和電子影響因素： 放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自體射出身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng) )或114110化學(xué)狀態(tài) (如單質(zhì)、化合物 )無關(guān)21H 20n2He0n 1H 1e半衰期是大量原子核衰變概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律，少數(shù)幾個(gè)原衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒子核不能用半衰期公式計(jì)算4原子核的人工轉(zhuǎn)變3用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過程(1) 盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：144171H.7N2He 8O1(2

13、) 查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：94Be42He 126C 10n.27430130300(3) 居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：132He15015141 e.Al P n.PSi反應(yīng)生成物 P 是磷的一種同位素，自然界沒有天然的1530 P ，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：（ 1）放射強(qiáng)度容易控制（2）可以制成各種需要的形狀（ 3）半衰期更短（4）放射性廢料容易處理5.重核裂變核聚變釋放核能的途徑 裂變和聚變裂變反應(yīng)：裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫做原子核的裂變反應(yīng)。例如： 23592U01n14

14、456 Ba 3689Kr301 n鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)繼續(xù)下去。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：臨界體積，極高的溫度.聚變反應(yīng)：聚變反應(yīng)：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應(yīng)，稱為聚變反應(yīng)。例如：12 H13 H24 He 01n17.6MeV一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)（同時(shí)放出一個(gè)中子），釋放出17.6MeV 的能量，平均每個(gè)核子放出的能量 3MeV 以上。比列變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大34 倍。聚變反應(yīng)的條件；幾百萬攝氏度的高溫。（ 3）熟記一些粒子的符號粒子（ 24 He ）、質(zhì)子（ 11 H ）、中子（01 n ）、電子（10 e ）、氘核（12 H ）、氚核（ 13 H ） 3.注意在核反應(yīng)方程式中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。五關(guān)于核能的計(jì)算1、由于核子間存在著強(qiáng)大的核力（核子之間的引力，特點(diǎn)：核力與核子是否帶電無關(guān)短程力，其作用范圍為 2.0 10 10 m ，只有相鄰的核子間才發(fā)生作用），所以核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí)，都伴隨著巨大的能量變化。2結(jié)合能：核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量叫原子核的結(jié)合能，亦稱核能。比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)