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高中物理現代物理輔導.doc高中物理現代物理輔導原子物理包括兩大部分內容;原子結構和原子核結構。前者研究原子核外電子的分布及躍遷規律,后者研究核的組成及其變化規律。 一、重要概念和規律1.原子核式結構學說(1909年。盧瑟福)
實驗基礎 α粒子散射實驗——用放射源發出的α粒子穿過金箔,發現絕大多數α粒子按原方向前進,少數α粒子發生較大的偏轉。極少數發失大角度偏轉。個別被彈回.基本內容 在原子中心有一個帶正電的核(半徑約10-15~10-14m),集中了幾乎全部原子質量、帶負電的電子在核外繞核旋轉(原子半徑約10-10m)。困難問題 按經典理論,電子繞核旋轉將輻射電磁波,能量會逐漸減小,電子運行的軌道半徑不斷變小,大量原子發出的光譜應該是連續光譜。2.玻爾理論(1913年。玻爾) 實驗基礎 氫光譜規律的研究。 基本內容(三點假設)(1)原子只能處于一系列不連續的、穩定的能量狀態(定態),其總能量En(包括動能和電勢能)與基態總能量量的關系為En=E1/n2(n=1、2、3……)。(2)原子在兩個定態之間躍遷時,將輻射(或吸收)一定頻率時光子;光子的能量為hν=E初-E終 。(3)電子繞核運行的可能軌道是不連續的。各可能軌道的半徑rn=n2r1基態軌道半徑r1。(n=1、2、3……)。困難問題 無法解釋復雜原子的光譜.3. 放射現象(1896年.貝克勒爾)三種射線(1)α射線 氦原子核流。v≈c/10。貫穿本領很小。電離作用很強。(2)β射線 高速電子流。v≈c。貫穿本領強,電離作用弱。(3)γ射線 波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領很強,電離作用很弱。衰變規律 遵循電量、質量(和能量)守恒。α衰變、β衰變、γ衰變(γ衰變是伴隨著α衰變或β衰變同時發生的)。半衰期 放射性元素的原子讀有半數發生衰變所需要的時間。由核內部本身因素決定.跟原子所處的物理狀態或化學狀態無關.4.原子核的組成實驗基礎(1)質子發現(1919年,盧瑟福) 147N + 24He → 817O + 11H(2)中子發現(1932年,查德威克) 49Be + He → 612C + 01n基本內容 原子核由質子和中子(統稱核子)組成.原子核的質量數等于質子數與中子數之和.原子核的電荷數等于質子數。各核子間依靠強大的核力來集在核內。5.放射性同位素 質子數相同、中子數不同,具有放射性的原子。實驗基礎 用α粒子蓋擊鋁核首先實現用人工方法得到放出性同位素磷(1934年,約里奧·居里夫婦)。基本應用(1)利用射線的貫穿本領、電離作用或對生物組織的物理、化學效應。(2)做為示蹤原子。6. 核能質量虧損 組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差.
質能方程 E=mc2
核反應能 △E=△mc2二、重要研究方法1.實踐一理論一實踐 從實踐(實驗)出發,提出理論,再經過實踐的檢驗或進行新的實踐一進一步發展理論。例如,通過對氣體放電現在、陰極射線的研究.生發現電子(1897年),提出原子結構的湯姆生模型。由于盧瑟福。粒子的散射實驗,進一步發展成盧瑟福模型。通過對氫原子明線光譜的研究。又提出了玻爾理論等。在原子物理中,非常鮮明地貫穿著辯證唯物主義認識論的這一基本思想方法。復習中也應以此為線索,把握全章的知識結構。2. 守恒規律的應用 質量守恒、電荷守恒、能量守恒、動量守恒等自然界中的基本規律在原子物理中都得到全面的體現.復習中應緊緊把握這些守恒規律
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