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{pinyin:zi}模型:
#281#29电(繁:電)子的发现:
1897年英国物理学家汤姆生,对阴(繁体:陰)极射线进行了一系列的研究,从而发现了[繁体:瞭]电子。
电子的发现表明:原子存在精细结构,从[繁体:從]而打破了原子不{拼音:bù}可再分的观念。
#282#29汤姆生的【pinyin:de】原子模型:
1903年(读:nián)汤姆生设想{xiǎng}原子是一个带电小球,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{zhèng}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[读:shǒu]盖革手吗斯顿完成
①装置:
② 现象:
a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿《pinyin:yán》原来方向运动,不发生偏转。
b. 有少数α粒子发《繁:發》生较大角度的偏转
c. 有极少数α粒澳门伦敦人子的偏转角(pinyin:jiǎo)超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。
#282#29原{读:yuán}子的核式结构模型:
由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍(练:bèi),所以电子不会使α粒子运动方向发生(拼音:shēng)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《繁:顯》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:在原子中心存在一个很小的核,称为原子{练:zi}核,原子核集中了原子所【拼音:suǒ】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(繁:於)10-14m,原子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原yuán 子模型
#281#29原子核《繁:覈》式结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,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电(繁体:電)子的能量就要不断减少,最后电子要落到(dào)原子核上,这与原子通(读:tōng)常是稳定的事实相矛盾。
b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的【de】频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的(pinyin:de)连续变小,电子辐射的电【diàn】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玻尔理论《繁体:論》
上述两个矛盾说明,经典电磁理论已不适用原子系统,玻尔从光谱学成就得到dà娱乐城o 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[繁:設]:原子只能处于一系列不连续的[读:de]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,但并不向外在辐射能量,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,光子的能量由这两个{pinyin:gè}定态的能量差决定(读:dìng),即 hv=E2-E1
③轨道量子《pinyin:zi》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。即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即:轨道半径{练:jìng}跟(拼音:gēn)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{练:shù}数
#283#29玻尔的{拼音:de}氢子模型:
①氢原子的能级[繁体:級]公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设基础上,利(拼音:lì)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,以及电子在各条轨道上运行时原子的能量,#28包括电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{pinyin:de}能量En,和电子轨道dào 半径rn分别为:
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《zi》距原子核(读:hé)无穷远时电势能为零计算#29
②氢原子{练:zi}的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的【拼音:de】表示出《繁体:齣》来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定【练:dìng】态,称为激发态。
二、原子(zi)核知识点
1、天《pinyin:tiān》然放射现象
#281#29天《练:tiān》然放射现象的发现:1896年法国物理学(繁体:學),贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼(拼音:yǎn)看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放fàng 射性:物质能发射出上述射线的性质称放射性
放射性元素:具有放射【shè】性的元素称放射性元素
天【拼音:tiān】然放射现象: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{练:biǎo}明原子核存在精细结构,是可以再分的
#282#29放射线【繁体:線】的成份【练:fèn】和性质:用电场[拼音:chǎng]和磁场来研究放射性元素射出的射线,在电场中轨迹:
2、原子核的衰变【biàn】:
#281#29衰变:原子核由于放出某种粒子而转变成新{练:xīn}核的变化称为衰(shuāi)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【拼音:gāo】频光子流
在β衰{shuāi}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{pinyin:zhōng}子变为一个质子和一个电子
#282#29半【pinyin:bàn】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,称该元素的《拼音:de》半衰期。
一放射性元素,测得质量为m,半衰期【pinyin:qī】为T,经时间t后,剩余未衰变的放射性元素的质(繁:質)量为m
3、原子核的人工转变:原子核的人工转变【练:biàn】是指用人工《拼音:gōng》的方法#28例如用高速粒子轰击原子核#29使原子核《繁:覈》发生转变。
#281#29质子的发现:1919年,卢瑟福用α粒子轰[繁体:轟]击氦原子核发现了质子。
#282#29中子的发现:1932年澳门永利,查德威克用α粒子轰击铍核,发现(繁体:現)中子。
4、原子核的组成【读:chéng】和放射性同位素
#281#29原子核的.组成:原子核是由质子和中子{pinyin:zi}组[繁体:組]成,质子和中(读:zhōng)子统称为核子
在原亚博体育子核(繁体:覈)中:
质子数等于电荷数[繁:數]
核子数等于【pinyin:yú】质量数
中子数[拼音:shù]等于质量数减电荷数
#282#29放射[读:shè]性[练:xìng]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(练:xìng)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(读:fā)生核反应。
发生 β衰(shuāi)变,放出正电子
三、核能知识(繁:識)点:
1、核能:核子结合成的子【zi】核或将原子核分解为核子时,都(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量和能量的关系:
E=mc2——质能方{读:fāng}程
3、核能的计算:在(zài)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,这样的反{pinyin:fǎn}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。
吸收或放出的能量,与(繁体:與)质量变化的关系为:
为了计算方便以后在计算核能时我们用以下两{练:liǎng}种方法
方法一:若已知条件中以千克作单位{pinyin:wèi}给出,用以下公式计算
公式中单(读:dān)位:
方法二:若已知条件中以[yǐ]作单位给出,用以下公式计算
公式中zhōng 单位:
4、释放核能的途径——裂变和聚变《繁:變》
开云体育#281#29裂变(繁:變)反应:
①裂变:重核在一定条件下转{练:zhuǎn}变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变biàn 反应。
②链式反应:在裂变反应用产生(pinyin:shēng)的中子,再被《pinyin:bèi》其他[读:tā]铀核浮获使反应继续下去。
链式反(pinyin:fǎn)应的条件:
③裂变时平(读:píng)均每个核子放能约1Mev能量
1kg全部裂《读:liè》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应,称《繁体:稱》为聚变反应。
②平【píng】均每个核子放出3Mev的能量
③聚变《繁体:變》反应的条件几百万摄氏度的高温
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