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1、原子物理概念现在学习的是第1页，共21页第十四章第十四章 原子和原子核原子和原子核现在学习的是第2页，共21页 一原子的结构一原子的结构(一一)原子的核式结构原子的核式结构1.电子的发现，使人们认识到原子具有复杂的结构。电子的发现，使人们认识到原子具有复杂的结构。现在学习的是第3页，共21页汤式模型现在学习的是第4页，共21页2.a粒子散射实验现象：粒子散射实验现象：绝大多数绝大多数a粒子穿过金铂后仍能沿着原来的方向粒子穿过金铂后仍能沿着原来的方向 进行前进；进行前进；少数少数a粒子发生较大的偏转；粒子发生较大的偏转；个别个别a粒子偏转角超过粒子偏转角超过900;有的甚至近有的甚至近1800。
2、现在学习的是第5页，共21页散射演示现在学习的是第6页，共21页 原子的核式结构原子的核式结构:在原子的中心有一个很小的核叫原子核，在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间里绕原子核里，带负电的电子在核外的空间里绕原子核旋转。原子核所带的单位正电荷数等原子核旋转。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。于核外的电子数。原子的半径大约是原子的半径大约是10-10m，原子核的大小大约为原子核的大小大约为10 15 10-14m现在学习的是第7页，共21页 3.玻尔的原子结构模型玻尔的原子结构
3、模型(1)定态假说：定态假说：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，电子虽然绕原子核运动，但并不向外辐射能量。这些是稳定的，电子虽然绕原子核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫做定态。状态叫做定态。(2)能级跃迁假说：能级跃迁假说：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，它辐射或吸原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，它辐射或吸收收一定频率一定频率的光子的能量由两个定态的能量差决定，即光子的光子的能量由两个定态的能量差决定，即光子的能量的能量 hr=E初初-E终终(3)轨道半径假说：轨道半径假说：原子的不同能
4、量状态跟电子沿不同轨道绕核运动相对应。原子的不同能量状态跟电子沿不同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。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。现在学习的是第8页，共21页 4.氢原子的能级：氢原子的能级：原子各定态的能量值叫做原子能级。对于氢原子，其原子各定态的能量值叫做原子能级。对于氢原子，其能级公式为能级公式为 En=E1/n2 ；E1=-13.6ev 对应轨道半径关系为：对应轨道半径关系为：rn=n2r1；r1=0.5310-10m现在学习的是第9页，共21页、光谱分析：、光谱分析：（1 1）、光谱：按一定次序排列的彩色光带。）、光谱
5、：按一定次序排列的彩色光带。（2 2）、光谱分析：由于每一种元素都有自己的特征谱线，）、光谱分析：由于每一种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。方法叫做光谱分析。（3 3）、光谱分析的的原理：利用发射光谱和吸收光谱）、光谱分析的的原理：利用发射光谱和吸收光谱（4 4）、光谱分析的应用：发现新元素和研究天体的化学）、光谱分析的应用：发现新元素和研究天体的化学组成。组成。现在学习的是第10页，共21页光谱现在学习的是第11页，共21页纳的吸收光谱纳的吸收光谱现在学习的是第12页，共21页.练习
6、题练习题 1 氢原子核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可氢原子核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能发生的情况是能发生的情况是()A 放出光子，动能减少，电势能增加。放出光子，动能减少，电势能增加。B 放出光子，动能增加，电势能减少。放出光子，动能增加，电势能减少。C 吸收光子，动能减少，电势能增加。吸收光子，动能减少，电势能增加。D 吸收光子，动能增加，电势能减少。吸收光子，动能增加，电势能减少。B现在学习的是第13页，共21页二原子核二原子核天然放射现象天然放射现象（1）.三种射线：三种射线：a 射线：射线：为氦核为氦核(42He)流流,电离本领最强电离本领最强,穿透本领最小。穿透
7、本领最小。射线：射线：为电子为电子(0-1e)流，电离本领较强，穿透本领较强。流，电离本领较强，穿透本领较强。r射线：射线：波长很短的电磁波波长很短的电磁波,其电离本领最弱其电离本领最弱,穿透本领最强。穿透本领最强。现在学习的是第14页，共21页2.原子核的衰变原子核的衰变原子核符号：原子核符号：AZ X A-原子核的质量数原子核的质量数；Z-原子核的电荷数；原子核的电荷数；X-元素符号元素符号(1)衰变法则：衰变法则：a衰变：衰变：AZ X A 4Z-2Y+42He 衰变：衰变：AZ X A Z+1Y+0-1e(2)半衰期：半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。放射性元素的原
8、子核有半数发生衰变所需要的时间。现在学习的是第15页，共21页 3.原子核的组成原子核的组成(1)原子核的人工转变：原子核的人工转变：原子核在其它粒子作用下转变成为另一种原子核。原子核在其它粒子作用下转变成为另一种原子核。(a)发现质子的核反应方程发现质子的核反应方程(1911)147N+42He 178 O +11H(卢瑟夫）卢瑟夫）(b)发现质中子的核反应方程（发现质中子的核反应方程（1932）94 Be+42He 12 6C+10n（查德威克）（查德威克）现在学习的是第16页，共21页中子发现中子发现现在学习的是第17页，共21页 (c)放射性同位素放射性同位素同位素：同位素：具有相同质
9、子数和不同中子数的原子核互成为同位素。具有相同质子数和不同中子数的原子核互成为同位素。人工放射性的发现：人工放射性的发现：(1934)2713Al+42He 3015 P +10n3015 P 30 14Si+0+1e (小居里夫妇）小居里夫妇）放射性同位素的应用：放射性同位素的应用：利用它的射向；作为示踪原子利用它的射向；作为示踪原子。现在学习的是第18页，共21页 (2).原子核的组成：原子核的组成：原子核由：原子核由：Z个质子和个质子和(A-Z)个中子组成个中子组成 质子质子(11 P)；中子；中子(10 n)A-核子数（中子与质子数之和）核子数（中子与质子数之和）(3).核反应方程：核
10、反应方程：核反应过程中遵守质量数和电荷数守恒：核反应过程中遵守质量数和电荷数守恒：ab A+cdB efC+ghD a+c=e+g b+d=f +h现在学习的是第19页，共21页 三三 核能的计算核能的计算1.核力：核力：为核子之间的作用力。为核子之间的作用力。其特点为强作用短程引力；其特点为强作用短程引力；作用范围作用范围2.010-15m,只在相邻的核子之间发生作用只在相邻的核子之间发生作用。现在学习的是第20页，共21页2.核能：核能：(1)核能的计算：核能的计算：核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解成核子核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解成核子时吸收的能量为核能。时吸收的能量为核能。E=mC2m=m1-m2 ,1u=931.5MeVm1-核反应前的总质量核反应前的总质量,m2-核反应后的总质量核反应后的总质量(2)核能的获取途径：核能的获取途径：重核的裂变：重核的裂变：23592U+10n 13654 Xe +9038Sr+10 10n 轻核的聚变：轻核的聚变：21H+31H 42 He +10n现在学习的是第21页，共21页