高二物理原子衰变的原因?一、原子结构知识点: 1、电子的发现和汤姆生的原子模型: #281#29电子的发现: 1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。 电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念
高二物理原子衰变的原因?
一、原子结构知识点:1、电子的发现和汤姆生的原子模《mó》型:
#281#29电子的(de)发现:
1897年【拼音:nián】英国物理学家汤姆生,对阴极《繁体:極》射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。
电子的发现表明:原yuán 子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的[读:de]观念。
#282#29汤姆生shēng 的原子模型:
1903年汤姆生(拼音:shēng)设想原子(读:zi)是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、α粒子散射实验和原子核《繁体:覈》结构模型
#281#29α粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革(读:gé)手吗斯顿完成
①装(繁:裝)置:
② 现[繁:現]象:
a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转[繁:轉]。
b. 有少数[繁体:數]α粒子发生较大角度的偏转
c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度,有的几乎【读:hū】达到180度,即{读:jí}被反向弹回。
#282#29原子的核[拼音:hé]式结构模型:
由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那(读:nà)模均匀分布,穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,α粒了运动将不发生明显改变。散射实验{pinyin:yàn}现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年,卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出(读:chū)原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原(练:yuán)子核集中了原子所有正电荷和(拼音:hé)几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径小于10-14m,原{yuán}子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原子{练:zi}模型
#281#29原子核式结(繁体:結)构模型与经典电磁理论的矛盾#28两方面#29
a. 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动(繁体:動)的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子{读:zi}的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理[读:lǐ]原子光谱应是连续光【练:guāng】谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
#282#29玻尔理[读:lǐ]论
上述两个矛盾说明,经典电磁理论已不适[shì]用原子系统,玻{读:bō}尔从光谱学成就得到启发,利【读:lì】用普朗克的能量量了化的概念,提了三个假设:
①定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽(繁体:雖)然做加速运动,但并不向{pinyin:xiàng}外在辐射能量liàng ,这些状态叫定态。
②跃迁假设:原子从一个定态#28设能量为E2#29跃(繁:躍)迁[繁:遷]到另一定态#28设能量为E1#29时,它辐射成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[繁体:決]定,即 hv=E2-E1
③轨道量子化假设,原子的不同能量{读:liàng}状态,跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即:轨道半径跟电(繁体:電)了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即
n为正整数,称量(liàng)数数
#283#29玻尔的氢子(练:zi)模型:
①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔(繁:爾)在三条假设基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外《读:wài》电子的各条可能轨道的半径,以及电子在各条轨道上运行时原子的能量,#28包括电【pinyin:diàn】子的动能和原子的热能。#29
氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时,氢原子的能量{拼音:liàng}En,和{读:hé}电子轨道半径rn分fēn 别为:
其中E1、r1为离核最近的第一条轨道#28即n=1#29的氢原子能量和轨道半径。即:E1=-13.6ev, r1=0.53×10-10m#28以电子{pinyin:zi}距原子核(繁体:覈)无穷远时电势《繁:勢》能为零计算#29
②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子(练澳门巴黎人:zi)的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态,称【繁:稱】为激发态。
二[读:èr]、原子核知识点
1、天然放射现象[pinyin:xiàng]
#281#29天然放射现象的发现:1896年法国物理{拼音:lǐ}学,贝克勒{pinyin:lēi}耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可(读:kě)穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性:物质能发射出上述射[读:shè]线的性质称放射性
放射性元素:具[读:jù澳门新葡京]有放射性的元素称放射性元素
天然rán 放射现象:某种元素白发地放射射线的现象,叫天然放射现象
天然放射现象:表明原子核存在精细结构,是【pinyin:shì】可以再分的
#282#29放射线的成份【fèn】和性质:用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线,在电[繁体:電]场中轨迹:
2、原(读:yuán)子核的衰变:
#281#29衰变【biàn】:原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰[拼音:shuāi]变在原子核的衰变过程中,电荷数和(读:hé)质量数守恒
γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子流(liú)
在β衰变中新核质子数多一个,而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个(繁:個)电(繁体:電)子
#282#29半衰期:放射性{练:xìng}元yuán 素的原子核的半数发生衰变所需要的时间,称该元素的半衰期。
一放射性xìng 元素,测(繁:測)得质量(读:liàng)为m,半衰期为T,经时间t后,剩余未衰变的放射性元素的质量为m
3、原子核的人工转变:原子核的人(读:rén)工转变是指用人工的方法#28例如用高速粒子轰击原子核#29使(读:shǐ)原子核发{pinyin:fā}生转变。
#281#29质子的发现:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质《繁体:質》子。
#282#29中子的发现:1932年,查开云体育德威克用α粒子轰击铍核,发现《繁体:現》中子。
4、原子核的组成和放射性同位《wèi》素
#281#29原子核的{de}.组成:原子核是由质子和{读:hé}中子组成,质子和中子统称为核子
在原子核hé 中:
质子数等于《繁体:於》电荷数
核子数等于质量数《繁体:數》
中子数等于质量数减[繁体:減]电荷数
#282#29放射性同位素:具有[读:yǒu]相同的(de)质子和不同中(练:zhōng)子数的原子互称同位素,放射性同位素:具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子{拼音:zi}的发现:用α粒子轰击铝时,发生核反应。
发生 β衰变,放出正电子(读:zi)
三、核(繁:覈)能知识点:
1、核能:核子结合成的子核或将原子核分解澳门威尼斯人为核子时,都{拼音:dōu}要放出或吸收能量,称为核能。
2、质能方程:爱因斯坦提出物体的质(繁体:質)量和能量的关系:
E=mc2——质能方{练:fāng}程
3、核能的计算:在核反应中,及应后的总质量,少于反应前的总质量即出现质量亏损[繁体:損],这样的反就是放能反应,若反应(读:yīng)后的总质量大于反应前的总质量,这样的反应是吸能反应。
吸收或放出的能量,与质量变化的关系为[繁:爲]:
为了计算方便以后在计算核能时shí 我们用以下两种方法
方法一:若已知条件中以千克作单(繁:單)位给出,用以下公式计算
公式澳门博彩(pinyin:shì)中单位:
方法二:若已知条件中以作单位给出,用以下公{读:gōng}式计算
公式中单位(拼音:wèi):
4、释放核能的途径[繁体:徑]——裂变和聚变
#281#29裂变反{读:fǎn}应:
①裂变:重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原【pinyin:yuán】子《读:zi》核的裂变反[fǎn]应。
②链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的【练:de】条件:
③裂变时平均每个核子放[拼音:fàng]能约1Mev能量
1kg全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤{pinyin:méi}完全燃烧放出能量
#282#29聚变(繁:變)反应:
①聚变反应:轻《繁:輕》的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。
②平均每个核子放出[繁体:齣]3Mev的能量
③聚变反应的条件几百万摄氏度的高温(拼音:wēn)
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