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(fā)现和汤姆生的原子模型:
澳门博彩#281#29电子的发(读:fā)现:
澳门银河1897年英国物理学家汤姆生,对阴[拼音:yīn]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【pinyin:cóng】而打破{拼音:pò}了原(拼音:yuán)子不可再分的观念。
#282#29汤姆生的原子模型{pinyin:xíng}:
1903年汤姆生设想原【拼音:yuán】子是一个(gè)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结构模(mó)型
#281#29α粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成(pinyin:chéng)
①装置:
② 现象:
a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原《读:yuán》来方向运动,不发生偏转。
b. 有少shǎo 数α粒子发生较大角度的偏转
c. 有极少[练:shǎo]数α粒子的偏【读:piān】转角《读:jiǎo》超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。
#282#29原子的核式结构模型(pinyin:xíng):
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【zhōng】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(zuò)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[繁体:實]验的分析计算提出原子核[hé]式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,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,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径小于10-14m,原(读:yuán)子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原yuán 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,电子的能量就要不断减少,最后电子要[练:yào]落到原子核上,这与原子通常《读:cháng》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《de》连续变小,电子辐射的电[繁:電]磁波的频率也应是连续变化,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。
#282#29玻《bō》尔理论
上述两个矛盾说明,经典电磁理论已《yǐ》不适用《读:yòng》原子系统,玻尔从光谱学成就得dé 到启发,利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,电子虽然做加速运动,但并不向外(pinyin:wài)在辐射能量,这些状态[繁体:態]叫定态。
②跃迁假设: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《pinyin:shè》成吸收一定频率的光子,光子的[读:de]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[繁体:運]行轨道相对应。原子的能量不连续因【读:yīn】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:轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍《练:bèi》,即
n为正整数,称量liàng 数数
#283#29玻尔的【读:de】氢子模型:
①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核【pinyin:hé】外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(读:kuò)电(繁:電)子的动能和原子的热能。#29
氢原子[读:zi]中电子在第几条可能轨道上运动时,氢原子的能量En,和电子轨道半径(繁:徑)rn分别为:
其中E1、r1为离核最近的第一条轨道《练:dào》#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以电子距原子核无穷远时电势能为零计(jì)算#29
②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级【繁体:級】。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图【练:tú】。
其中n=1的{拼音:de}定态称为基态。n=2以上的定态,称为激发态。
二、原子核知zhī 识点
1、天然(读:rán)放射现象
#281#29天然放(fàng)射现象的发现:1896年法国物理学,贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出{pinyin:chū}某种人眼看不见的射【练:shè】线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性:物质能发射出上述射线的性质称放射(pinyin:shè)性
放射性元素:具有放射性的《拼音:de》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,叫天然[rán]放射现象
天然[rán]放射现象:表明原子核存在精细结构,是可以再分的
#282#29放射线的成份和性《读:xìng》质:用电场和磁场来研究放射《pinyin:shè》性元素射出的射线,在电场中轨迹:
2、原子核的衰(拼音:shuāi)变:
#281#29衰变:原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称(繁澳门金沙:稱)为衰变在原子核的衰变过程中,电荷数和质量数守恒
γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子(拼音:zi)流
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(读:yī)个质子和一个电(繁体:電)子
#282#29半衰期:放射性元素的原子核的(读:de)半数发生衰变所需要的时间,称该元《练:yuán》素的半衰《pinyin:shuāi》期。
一放射性元素,测得《pinyin:dé》质量为m,半衰shuāi 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[读:zi]核的人{rén}工转变:原子核的人工转变是指用人工的方法#28例如用高速粒子轰击原子核(拼音:hé)#29使原子核发生转变。
#281#29质子的发现:1919年,卢瑟【练:sè】福用α粒子轰击氦原子核发现了质子。
#282#29中子的发现:1932年,查德威《读:wēi》克用α粒子轰击铍核,发现中子。
4、原子核的组成和放(读:fàng)射性同位素
#281#29原子核的.组成:原子核是由质子和(pinyin:hé)中子组成,质子和中子统称[繁体:稱]为核子
在原【yuán】子核中:
质子{澳门威尼斯人练:zi}数等于电荷数
核子数等于(繁:於)质量数
中子数等于质量数《繁:數》减电荷数
#282#29放射性[xìng]同位素:具有相同的质子和不同中子数的原子互称同[繁体:衕]位素,放射性同位素:具有放射{拼音:shè}性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现:用α粒子轰击铝时,发生{读:shēng}核反应。
发生 β衰变(繁体:變),放出正电子
三、核《繁:覈》能知识点:
1、核能:核子结合[繁体:閤]成(pinyin:chéng)的子核或(拼音:huò)将原子核分解为核子时,都要放出或吸收能量,称为核能。
2、质能方程:爱因斯坦提{拼音:tí}出物体的质量和能量的关系:
E=mc2——质[繁:質]能方程
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{拼音:liàng}亏损,这样的反就是放能反应,若反应后的总质量大于【练:yú】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{liàng}变化的关系为:
为了计算方【练:fāng】便以后在计算核能时我们用以下两种方法
方法一:若已知条件中以千克作单位给出[拼音:chū],用以下公式计算
公式中单位:
方法二:若已知条件中以作单位给出,用以下公{pinyin:gōng}式计算
公式中单(繁体:單)位:
4、释放(pinyin:fàng)核能的途径——裂变和聚变
#281#29裂变反应(繁:應):
①裂变:重核在一定条件下转变成两个中《pinyin:zhōng》等质量的核的反应,叫做原子《zi》核《繁体:覈》的裂变反应。
②链式反应:在裂变反应用产生(pinyin:shēng)的中子,再被其他铀[繁体:鈾]核(繁体:覈)浮获使反应继续下去。
链式反(pinyin:fǎn)应的条件:
③裂变时平均【拼音:jūn】每个核子放能约1Mev能量
1kg全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧(繁:燒)放出能量
#282#29聚变反【pinyin:fǎn】应:
①聚变反应:轻的原(yu幸运飞艇án)子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。
②平均《jūn》每个核子放出3Mev的能量
③聚变反应的条件几(jǐ)百万摄氏度的高温
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