人教版高中物理選修3-5課件原子物理復(fù)習(xí)（共38張）

課題原子和原子核復(fù)習(xí)線索湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型

粒子散射實(shí)驗(yàn)

核式結(jié)構(gòu)模型

湯姆生發(fā)現(xiàn)電子建立無核結(jié)構(gòu)模型

主要內(nèi)容

能級(jí)圖

計(jì)算

玻爾原子理論薛定鄂模型(不要求）電子云模型核外核內(nèi)

H11盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子n10中子的發(fā)現(xiàn)基本情況裂變聚變核能衰變?nèi)斯まD(zhuǎn)變核內(nèi)

H11n10中子的發(fā)現(xiàn)基本情況衰變?nèi)斯まD(zhuǎn)變裂變聚變核能盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子索線2湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型

粒子散射實(shí)驗(yàn)核式結(jié)構(gòu)模型

湯姆生發(fā)現(xiàn)電子建立無核結(jié)構(gòu)模型主要內(nèi)容

能級(jí)圖

計(jì)算

玻爾原子理論薛定鄂模型（不要求）電子云模型核外無核結(jié)構(gòu)模型無核結(jié)構(gòu)模型盧瑟福的

粒子散射實(shí)驗(yàn)放射源盧瑟福的

粒子散射實(shí)驗(yàn)+++

粒子散射情景盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核,叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型波爾的原子理論一.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然作加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。

En

=E1

/n

2

（n

=1，2，3，……）二.原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E2）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為E1）時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量（hν

）由這兩種定態(tài)的能量差決定。⊿E＝

E2－E1＝

hν

三.原子的不同能量狀態(tài)對應(yīng)于電子的不同運(yùn)行軌道，電子的可能軌道也是不連續(xù)的，即電子不能在任意的軌道上運(yùn)行。rn

=n

2

r1

波爾原子理論

1.電子運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)性體現(xiàn)在軌道的躍遷上。

2.電子能量的不連續(xù)性體現(xiàn)在能量的改變是一份一份的,每份是：⊿E＝

E2－E1＝

hν

軌道圖+

H的能級(jí)圖

+能級(jí)圖

與軌道圖r1

r2

r3

r4

rn

能級(jí)圖1E11nE(量子數(shù))(能級(jí))2E2E33∞4E40eV

（-13.6）（-3.4）（-1.51）（-0.85）放出

吸收

10.21.890.66(基態(tài))(第一激發(fā)態(tài))(第二激發(fā)態(tài))原子的狀態(tài)與電子的軌道、能級(jí)都是一一對應(yīng)的。在某兩個(gè)確定能級(jí)間輻射出來的光子（能量）與吸收的光子（能量）是相同的?；鶓B(tài)能級(jí)：E1＝－13.6MeV能級(jí)計(jì)算定態(tài)能級(jí)的計(jì)算：

En

=E1

/n

2

（n

=1，2，3，……）記

二.

能級(jí)差的計(jì)算：

⊿E＝

E2－E1

【可求得躍遷時(shí)輻射或吸收的能量（或光子的頻率）】＝

hν

※

三.可能軌道計(jì)算：rn

=n

2

r1

（n

=1，2，3，……）

可能輻射或吸收的光子數(shù)目計(jì)算：

C

2k

H原子光譜的產(chǎn)生E11nE(量子數(shù))(能級(jí))2E2E33∞4E40eV

（-13.6）（-3.4）（-1.51）（-0.85）10.21.890.66(基態(tài))(第一激發(fā)態(tài))(第二激發(fā)態(tài))

Hα

HβHγ5Hδ

Hα

HβHγHδ+

r電子云電子云模型圖中中間應(yīng)該填滿表示電子的點(diǎn)N2

粒子盧瑟福的

粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)

—

質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)

粒子轟擊氮核產(chǎn)生了可以穿透鋁箔的質(zhì)子147

N178O42HeH11盧瑟福的

粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)

(中子)94

Be126C42Hen10原子核的人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)

核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒中子的發(fā)現(xiàn)1932年原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子

原子核的組成電荷數(shù)=

電子數(shù)=

原子序數(shù)UHeH114223592XAZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)=電荷數(shù)＋中子數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的基本情況原子核直徑10－14m衰變放射性元素天然放射現(xiàn)象

衰變?chǔ)?/p>

β

γ

新元素半衰期定義計(jì)算：

M=M0（1／2）

t／TN=N0（1／2）

t／T

V

V0

α衰變規(guī)律

衰變時(shí)放出α

粒子的，叫

α

衰變?chǔ)了プ円?guī)律：核的質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2。α

粒子即氦原子核——

He42MZ

XM-4Z-2

Y42Heβ衰變規(guī)律

衰變時(shí)放出β

粒子的，叫

β

衰變±

β

衰變規(guī)律：核的質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加±1。β

粒子即電子——

e0－10

1或正電子：eMZ

X

MZ+1

Y0-1eβ衰變實(shí)質(zhì)

H

n+e+γ

111001

n

H+e+γ

10110-1

γ

光子

正電子

γ

光子

負(fù)電子

β衰變的實(shí)質(zhì)新核新核

α

衰變的實(shí)質(zhì)α衰變實(shí)質(zhì)

2H

＋2

n

He+γ

114210α

粒子γ光子新核94

Be126C42Hen10原子核的人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯まD(zhuǎn)變

147

N178O42HeH112713

Al3015P42Hen10裂變重核

裂變

n

10

U＋n→

Ba

+

Kr+3n

235929236141561010中子轟擊鈾核中子轟擊鈾核

情景鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

用

U

235

臨界體積鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模擬演示核力強(qiáng)大的核力才能組成原子核核力與核能核力在<10－15

m才起作用

無論使核分解或組成核,

都需要很大的能量!

與＞核能的應(yīng)用

——

核電站

愛恩斯坦的質(zhì)能方程：

E=m

c

2

核反應(yīng)的能量變化與質(zhì)量虧損：⊿E=⊿m

c

2

⊿m＝

∑m核子－m核

原子質(zhì)量單位：1u=931.5

M

e

V

核能

情景

H＋H

He

+

n

2142

3110輕核聚變聚變熱核反應(yīng)聚變反應(yīng)模擬演示前面的視頻所示是不可控制的重核裂變核和輕核聚變當(dāng)今世界正面臨越來越緊迫的能源危機(jī)，尋找新能源是一項(xiàng)長期的艱巨任務(wù)?。〔贿^這項(xiàng)事業(yè)已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。核反應(yīng)堆已經(jīng)發(fā)展的第四代‘可控?zé)岷朔磻?yīng)也已經(jīng)有了很大進(jìn)步。這兩項(xiàng)我國都已經(jīng)走在世界的前列。反應(yīng)堆水管鈾棒鎘棒石墨水泥防護(hù)層減速劑核原料冷卻劑熱交換

控制反應(yīng)速度防輻射

快中子

→慢中子

吸收慢中子

核反應(yīng)堆核電站的工作過程能量的轉(zhuǎn)化:核能—內(nèi)能—機(jī)械能—電能我國核反應(yīng)堆技術(shù)重大突破

2000年12月，由清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和建造的10MW高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆（HTR-10）建成并實(shí)現(xiàn)首次臨界。HTR-10是我國建造的首座高溫氣冷堆，也是世界上第一座建成的模塊式球床高溫氣冷堆。這一成就在國際核能界引起了很大反響，它使原來在國際核能界處于落后地位的中國一躍成為在研發(fā)第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)方面相對領(lǐng)先的國家，美國核學(xué)會(huì)主席A．Kadak教授說，由于10MW高溫氣冷堆是世界上最近唯一建成運(yùn)行的球床高溫氣冷堆，中國"正處在新一輪技術(shù)發(fā)展的中心"。2001年3月，來自國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、美、俄、法、德、荷、日、南非的35名外國代表專程來華聚會(huì)，熱烈慶祝HTR-10建成臨界并與中國同行交流高溫氣冷堆設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)。2049科普網(wǎng)/admin/newsfile/NewsTemplet/nykx_2.asp?id=10010010輕核聚變能源2005-6-132005-6-13

輕原子核聚變反應(yīng)的研究，可以追溯到30年代對太陽的研究。1938年，物理學(xué)家證明，太陽里進(jìn)行的氫核聚變成氮核的反應(yīng)，使它還能光芒萬丈地燃燒幾十億年。受控核聚變反應(yīng)的原理是：氘（氫同位素）原子核在上億攝氏度的高溫條件下發(fā)生聚變而釋放出巨大能量。由于這種熱核反應(yīng)是人工控制的，因此可用作能源。

核聚變發(fā)電有許多無可比擬的優(yōu)