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[de]发现和汤姆生的原子模型:
#281#29电子的发fā 现:
1897年英国物理学家汤姆生,对阴极《繁:極》射线进行了[繁:瞭]一系列的研究,从【练:cóng】而发现了电子。
电子zi 的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子《拼音:zi》不可【pinyin:kě】再分的观念。
#282#29汤姆生的原子模[拼音:mó]型:
1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它[tā]的正电荷均{练:jūn}匀分布《繁:佈》在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、α粒子(读:zi)散射实验和原子核结构模型
#281#29α粒子散射实验(读:yàn):1909年,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成
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(pinyin:fāng)向运动,不发生偏转。
b. 有少数α粒子发生shēng 较大角度的偏转
c. 有极少数α粒子的偏转(繁:轉)角超过了90度【pinyin:dù】,有的几乎达到180度,即被反向弹回。
#282#29原(练:yuán)子的核式结构模型:
由于α粒子的质量是电(diàn)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。散射实验现象证明,原[练:yuán]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原子核式结构模型:在原子中心(pinyin:xīn)存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负(繁:負)电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核[繁:覈]半径小于10-14m,原子轨道半径约10-10m。
3、玻《pinyin:bō》尔的原子模型
#281#29原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(pinyin:dùn)#28两方面#29
a. 电《繁体:電》子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的【练:de】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《pinyin:dìng》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《繁:電》磁波的频(繁体:頻)率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
#2澳门金沙82#29玻尔《繁体:爾》理论
上述两个矛[máo]盾说明,经典电磁理论已不适用原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,利用普朗克的能量量了化的概[练:gài]念,提了三个假设:
①定态假设:原子{pinyin:zi}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,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。
②跃迁[繁:遷]假设:原子从一个定态#28设能量为E2#29跃迁到另一定态#28设能量为E1#29时,它辐射成吸收一定频率的光子,光子(拼音:zi)的能量由这两个定态的能量差决定,即 hv=E2-E1
③轨道量子化假设,原子的不同能量状态,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(拼音:bàn)径跟电子动量mv的乘积等于(读:yú)h/2π的整zhěng 数倍,即:轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即
n为正整数,称量数(繁:數)数
#283#29玻尔《繁体:爾》的氢子模型:
①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设(繁体:設)基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径,以及电子{读:zi}在各条轨道上运行时原子的能量,#28包括电《繁:電》子的动能和原子的热能。#29
氢原【练:yuán】子中电子在第几条可能轨道上《pinyin:shàng》运动时,氢原《拼音:yuán》子的能量En,和电子轨道半径rn分别为:
其中E1、r1为离核hé 最近[拼音:jìn]的第一条轨道#28即n=1#29的氢原子能量和轨《繁:軌》道半径。即:E1=-13.6ev, r1=0.53×10-10m#28以电子距原子核无穷远时电势能为零计算#29
②氢原《练:yuán》子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原(yuán)子的能级。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,称为(繁体:爲)激发态。
二、原子(练:zi)核知识点
1、天然放(拼音:fàng)射现象
#281#29天然放射现象的发现:1896年法国物理学,贝克勒耳发现铀或铀矿石{拼音:shí}直播吧能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性:物[pinyin:wù]质能发射出上述射线的性质称放射性
放射性元素:具{读:jù}有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象:某种元素白发地放射射线的现象,叫天(读:tiān)然放射现象
天然放射现象:表明原子核存在精细(繁:細)结构,是可以再分的
#282#29放射线的成份和性质:用电场和磁场来研究放射性元素射出的射【shè】线,在(读:zài)电场【练:chǎng】中轨迹:
2、原《拼音:yuán》子核的衰变:
#281#29衰变:原子【练:zi】核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变[繁体:變]过程中,电荷数和质量[pinyin:liàng]数守恒
γ射线是伴随α、β衰变放射(pinyin:shè)出来的高频光子流
在β衰变中新核质子【pinyin:zi】数多一个,而质量数不变是由于反fǎn 映中有一个中子变为一个质子和一个电子
#282#29半衰期(qī):放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时shí 间,称该元素的半(练:bàn)衰期。
一放射性元素,测《繁:測》得质量为m,半衰期为T,经时间t后,剩余未衰变的放射性元素的质(繁体:質)量《练:liàng》为m
3、原子核的人工转变:原子核的人工转变是(shì)指用人工的方法#28例如用高速粒子轰击原子《拼音:zi》核#29使原子核发生转变。
#281#29质子【zi】的发现:1919年,卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子。
#282#29中子的(pinyin:de)发现:1932年,查德威克用α粒子轰击铍核,发现中子。
4、原子核的组{繁:組}成和放射性同位素
#281#29原子核的[拼音:de].组成:原子核是由质子和中子组成,质子和中子统称为核子《拼音:zi》
在原{pinyin:yuán}子核中:
质子数[shù]等于电荷数
核子数(繁:數)等于质量数
中子《zi》数等于质量数减电荷数
#282#29放射性同位素:具有相同的质子和不同中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【diàn】子的发现:用α粒子轰击铝时,发生核反应。
发生 β衰变biàn ,放出正电子
三、核幸运飞艇能知识(繁体:識)点:
1、核能:核子结合成的子核或将原子核分解为(繁:爲)核《繁:覈》子时,都要放出(繁体:齣)或吸收能量,称为核能。
2、质能方程:爱因斯坦提出物体的(拼音:de)质量和能量的关系:
E=mc2——质能方(拼音:fāng)程
3、核能的计《繁体:計》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,这样的《de》反就是放能反应,若反应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【chū】的能量,与质量变化的关系为:
为了计算方便以后在计算核能时[繁:時]我们用以下两种方法
方法一:若已知条件中以千克[kè]作单位给出,用以下公式计算
公式中(拼音:zhōng)单位:
方(读:fāng)法二:若已知条件中以作单位给出,用以下公式计算
幸运飞艇公【读:gōng】式中单位:
4、释放核能的途径[繁体:徑]——裂变和聚变
#2澳门伦敦人81#29裂变(繁体:變)反应:
①裂变:重核在(拼音:zài)一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫【练:jiào】做原子[练:zi]核的裂变反应。
②链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮[拼音:fú]获使(练:shǐ)反应继续下去。
链式反应的条件{jiàn}:
③裂变时平均每个[繁体:個]核子放能约1Mev能量
1kg全【quán】部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧放出能量
#282#29聚变反(练:fǎn)应:
①聚变反应:轻的原子核聚合成较重的原子核的反(pinyin:fǎn)应,称为聚变反应。
②平均每个核(繁体:覈)子放出3Mev的能量
③聚变反应的条件几百[练:bǎi]万摄氏度的高温
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