2020年高考物理一轮复习考点归纳 原子与原子核 高中物理知识点总结 |
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第二节 原子与原子核 电子版v: dnslh1【基本概念、规律】 一、原子的核式结构 1.α粒子散射实验的结果 绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子的偏转超过了90°,有的甚至被撞了回来,如图所示. 2.原子的核式结构 在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转. 二、玻尔理论 1.定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量. 2.跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定. 3.轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的. 4.氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级图(如图所示) (2)氢原子的能级和轨道半径 三、天然放射现象、原子核的组成 1.天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构. (2)放射性和放射性元素:物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素. (3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线. 2.原子核 (1)原子核的组成 ①原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子. ②原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数. (2)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子,在元素周期表中的位置相同,同位素具有相同的化学性质. 四、原子核的衰变和半衰期 1.原子核的衰变 (1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类 2.半衰期 (1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间. (3)影响因素:由原子核内部因素决定,跟原子所处的物理化学状态无关. 五、核力、结合能、质量亏损、核反应 1.核力 (1)定义:原子核内部,核子间所特有的相互作用力. (2)特点:①核力是强相互作用的一种表现; ③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用. 2.核能 (1)结合能 核子结合为原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能. (2)比结合能 ①定义:原子核的结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能. ②特点:不同原子核的比结合能不同,原子核的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定. 3.质能方程、质量亏损 原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能 4.获得核能的途径:(1)重核裂变;(2)轻核聚变. 5.核反应 (1)遵守的规律:电荷数守恒、质量数守恒. (2)反应类型:衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变. 【重要考点归纳】考点一 氢原子能级及能级跃迁 1.原子跃迁的条件 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况 (2)当光子能量大于或等于13.6 eV时,也可以被处于基态的氢原子吸收,使氢原子电离;当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时,氢原子电离后,电子具有一定的初动能. (3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发.由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=Em-En),均可使原子发生能级跃迁. 2.跃迁中两个易混问题 (1)一群原子和一个原子:氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了. (2)直接跃迁与间接跃迁:原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时.有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁.两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的.直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和. 3.(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的. (2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν=Em-En求得.若求波长可由公式c=λν求得. (3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1). (4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法: ②利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加. 考点二 氢原子的能量及其变化 3.电势能:通过库仑力做功判断电势能的增减.当n减小,即轨道半径减小时,库仑力做正功,电势能减小;反之,n增大,即轨道半径增大时,电势能增加. 考点三 原子核的衰变 半衰期1.衰变规律及实质 (1)两种衰变的比较 (2)γ射线:γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子. 2.确定衰变次数的方法 因为β衰变对质量数无影响,先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后再根据衰变规律确定β衰变的次数. (2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点四 核反应类型与核反应方程1.核反应的四种类型:衰变、人工转变、裂变和聚变. 2.核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向,不能用等号连接. 3.核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程. 4.核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化. 5.核反应遵循电荷数守恒. 考点五 有关核能的计算 1.应用质能方程解题的流程图 2.利用质能方程计算核能时,不能用质量数代替质量进行计算. 【思想方法与技巧】守恒思想在核反应中的应用(1)在动量守恒方程中,各质量都可用质量数表示. 才考虑质量亏损,在动量和能量守恒方程中,不考虑质量亏损. (3)注意比例运算求解. 我是你的物理老师老杨,每天更新高中物理知识点,真题,学习方法,喜欢的小伙伴关注我哟,点赞三连支持我啦!记得收藏学习呀,需要其他资料和知识点,给老师打在评论区哟,我看到就更新的知识点啦。 |
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