原子和原子核.ppt

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1、关于原子和原子核现在学习的是第1页，共44页教学目标教学目标1.说出对原子认识的几种模型。说出对原子认识的几种模型。2.说出玻尔原子模型的内容，会计算电子不说出玻尔原子模型的内容，会计算电子不同轨道间的跃迁。同轨道间的跃迁。现在学习的是第2页，共44页索线2现在学习的是第3页，共44页无核结构模型无核结构模型现在学习的是第4页，共44页 放射源放射源 卢瑟福的卢瑟福的 粒子散射实验粒子散射实验+绝大多数绝大多数粒子穿过金箔粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向后基本上仍沿原来的方向前进，少数前进，少数粒子发生了粒子发生了较大的偏转较大的偏转, ,极少数反弹极少数反弹现在学习的是第5页，共44页卢瑟

2、福核式结构模型卢瑟福核式结构模型现在学习的是第6页，共44页的的波尔原子理论现在学习的是第7页，共44页能级图1 1 n(量子数量子数 ) (能级能级 ) 2 3 4 0 eV （-13.6-13.6） （-3.4-3.4） （-1.51-1.51） （-0.85-0.85） 10.21.890.66(基态基态)(第一第一激发态激发态)(第二第二激发态激发态)现在学习的是第8页，共44页能级计算 现在学习的是第9页，共44页炽热的固体、液体和高压气体炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱的发射光谱是连续光谱例如电灯丝发出的光、炽热的例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱钢

3、水发出的光都形成连续光谱 现在学习的是第10页，共44页玻尔理论的局限性：玻尔理论的局限性： 玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。尔理论过多地保留了经典理论。 牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏观物体牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏观物体， 对 于 微 观 粒 子 的 运 动 ， 牛

4、顿 力 学 不 适 用 了 。， 对 于 微 观 粒 子 的 运 动 ， 牛 顿 力 学 不 适 用 了 。现在学习的是第11页，共44页+电子云现在学习的是第12页，共44页1、关于、关于粒子散射实验，下列说法正确的是粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）A只有极少数只有极少数粒子发生了大角度散射粒子发生了大角度散射 B粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间原子的很小空间C粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小D粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕

5、枣糕模型模型” A B D现在学习的是第13页，共44页2氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是能发生的情况是 ( ) A放出光子，电子动能减少，原子的能量增加放出光子，电子动能减少，原子的能量增加B放出光子，电子动能增加，原子的能量减少放出光子，电子动能增加，原子的能量减少C吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加D吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少B C现在学习的是第14页，共44页3如图是类氢结构的氦离子能级图。已知基态的如图是类氢结构的氦离子

6、能级图。已知基态的氦离子能量为氦离子能量为E1= -54.4eV。在具有下列能量的光子中。在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A40.8 eV B41.0 eVC43.2 eVD54.4 eVEE4E3E2E10-3.4 eV-6.0 eV-13.6 eV-54.4 eVA D现在学习的是第15页，共44页4 右图为汞原子的能级图，一个总能量为右图为汞原子的能级图，一个总能量为9eV 的自的自由电子，与处于基态的汞原子发生碰撞后（不计汞原子动由电子，与处于基态的汞原子发生碰撞后（不计汞原子动量的变化），电子剩下的能量可能为（碰撞系

7、统无能量损量的变化），电子剩下的能量可能为（碰撞系统无能量损失）失） ( ) A. 0.2eV B. 1.3eV C. 2.3eV D. 5.5eVn= 2n= 3n= 4n= 1 -5.5 eV -2.7 eV -1.6 eV-10.4 eVA B现在学习的是第16页，共44页5图图1所示为氢原子的四个能级，其中所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若一为基态，若一群氢原子群氢原子A处于激发态处于激发态E2，一群氢原子，一群氢原子B处于激发态处于激发态E3，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 ( )A原子原子A可能辐射出可能辐射出3种频率的光子种频率的光子B原子原子B可能辐射出可能辐射

8、出3种频率的光子种频率的光子C原子原子A能够吸收原子能够吸收原子B发出发出 的光子并跃迁到能级的光子并跃迁到能级E4D原子原子B能够吸收原子能够吸收原子A发出发出 的光子并跃迁到能级的光子并跃迁到能级E4E4E3E2E1图图1B现在学习的是第17页，共44页6.氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为1和和2，且，且12，则另一个波长可能是（，则另一个波长可能是（ ） A. 12 B. 122121 2121 C.D. C D解见下页解见下页现在学习的是第18页，共4

9、4页解：解： 由玻尔原子模型的跃迁假设由玻尔原子模型的跃迁假设E初初E终终h及及c /可得：可得：E3E2E1123313 hcEE 123 hcEE 212 hcEE 所以得：所以得：213 hchchc 21213 故故C选项正确选项正确另一种情况另一种情况: :E3E2E1132213 hcEE 123 hcEE 312 hcEE 所以得：所以得：312 hchchc 21213 D选项也正确。选项也正确。现在学习的是第19页，共44页 7、子与氢原子核（质子）构成的原子称为子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子（氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核物理的研究中有

10、），它在原子核物理的研究中有重要作用。图为重要作用。图为氢原子的能级示意图。假定光子能量为氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于的一束光照射容器中大量处于n=2能级的能级的氢原子，氢原子，氢原子氢原子吸收光子后，发出频率为吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5、和、和6的光，的光，且频率依次增大，则且频率依次增大，则E等于等于 ( )A、h（3-1 ） B、 h（5+6） C、h3 D、h4 n23451E（eV） -632.4 -281.1-158.1-101.20-2529.6C现在学习的是第20页，共44页衰变新元素新元素 贝克勒耳发现天然放射性现象贝克勒耳发现

11、天然放射性现象 天然放射现象：某些元素能天然放射现象：某些元素能自发地自发地放出射线的现象叫做天然放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。放射现象。这些元素称为放射性元素。现在学习的是第21页，共44页衰变规律粒子的，叫粒子的，叫 He42M Z M- -4 Z- -2 Y4 2 He现在学习的是第22页，共44页衰变规律粒子的，叫粒子的，叫 e01 0 1 e M Z Y0 -1 e现在学习的是第23页，共44页三种射线的性质和实质三种射线的性质和实质带带电电量量质质量量数数符号符号电离电离性性穿透性穿透性实实 质质来来 源源射射线线+2e4很强很强很小（一很小（一张普通纸）

12、张普通纸）高速的高速的氦核流氦核流(v 0.1c)两个中子和两个两个中子和两个质子结合成团从质子结合成团从原子核中放出原子核中放出射射线线-e0弱弱很强（几很强（几毫米铝板）毫米铝板）高速的高速的电子流电子流(vc)原子核中的中子原子核中的中子转换成质子时从转换成质子时从原子核中放出原子核中放出射射线线00很小很小更强（几更强（几厘米铅板）厘米铅板）波长极波长极短的电短的电磁波磁波原子核受激原子核受激发产生的发产生的e01He42现在学习的是第24页，共44页三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：偏转情况比较：O 如、图所

13、示，在匀强磁场和匀强电场中都是如、图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是比比的的偏转大，偏转大，不偏转；不偏转； 区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧， 在电场中偏转轨迹是抛物线。在电场中偏转轨迹是抛物线。图中图中肯定打在肯定打在O点；点； 现在学习的是第25页，共44页2、关于半衰期的几个问题、关于半衰期的几个问题（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需 要要的时间。的时间。 TtNN210 （2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。半衰期短的）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。半衰期短的元素衰变得快，放射性较强

14、元素衰变得快，放射性较强（3）特征：半衰期只与元素本身有关）特征：半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、化与所处的物理、化学状态及周围环境、温度等都无关。学状态及周围环境、温度等都无关。（4）两种错误认识：）两种错误认识：a. N0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变了一，衰变了一半，再经过一个半衰期半，再经过一个半衰期T，全部衰变完。，全部衰变完。b. 若有若有4个放射性元素的核个放射性元素的核,经一个半衰期经一个半衰期, 将衰变将衰变2个。个。事实上，事实上，N0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间（大量）个某种放射性元素的核，经过时间

15、t后剩后剩下的这种核的个数为下的这种核的个数为 TtNN210 而对于少量的核（如而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间个），是无法确定其衰变所需要的时间的。这实质上就是的。这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度度”的含义。的含义。现在学习的是第26页，共44页 质子的发现质子的发现 14 14 7 7 17 17 8 8 O4 4 2 2 HeH1 1 1 1 卢瑟福的卢瑟福的 粒子轰击氮核实验粒子轰击氮核实验现在学习的是第27页，共44页9 9 4 4 12 12 6 6 C4 4 2 2 Hen1 1 0 0 中子的发现中子的

16、发现年查德威克年查德威克现在学习的是第28页，共44页原子核的组成原子核的组成1142235 92AZ现在学习的是第29页，共44页9 9 4 4 12 12 6 6 C4 4 2 2 Hen1 1 0 0 人工转变人工转变 14 14 7 7 17 17 8 8 O4 4 2 2 HeH1 1 1 1 27 27 13 13 30 30 15 15 P4 4 2 2 Hen1 1 0 0 现在学习的是第30页，共44页裂裂变14156现在学习的是第31页，共44页4 2 聚变现在学习的是第32页，共44页核力与核能1015m 现在学习的是第33页，共44页反应堆水管水管铀棒铀棒镉棒镉棒石墨石

17、墨水水泥泥防防护护层层现在学习的是第34页，共44页1天然放射现象的发现揭示了天然放射现象的发现揭示了 ( )A原子是不可分割的原子是不可分割的B原子具有核式结构原子具有核式结构C原子核具有复杂的结构原子核具有复杂的结构D原子核由质子和中子组成原子核由质子和中子组成C现在学习的是第35页，共44页2以下哪些现象与原子核的变化有关以下哪些现象与原子核的变化有关 （ ）A 粒子散射粒子散射 B光电效应光电效应 C热核反应热核反应 D天然放射现象天然放射现象C D现在学习的是第36页，共44页 3一置于铅盒中的放射源发射的一置于铅盒中的放射源发射的 、 和和 射线，由射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外

18、放一铝箔后，铝箔后的空间铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线两束，射线a沿原来方向行进，射线沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图发生了偏转，如图所示，则图中 的 射 线中 的 射 线a 为为_ _ _ _ _ _ _ _射 线 ， 射 线射 线 ， 射 线b为为_射线。射线。放射源放射源 带电极板带电极板 射线射线a照照相相底底片片 铅盒铅盒 铝箔铝箔 带电极板带电极板 射线射线b 现在学习的是第37页，共44页 4 衰变为衰变为 要经过要经过m次次 衰变和衰变和n次次 衰变，则衰变，则

19、m，n分别为分别为 ( )（A）2， 4（B）4， 2（C）4， 6（D）16， 6U23892Rn22286B现在学习的是第38页，共44页5.（1）放射性物质）放射性物质 和和 的核衰变方程为的核衰变方程为： 方程中的方程中的X1代表的是代表的是_， X2代表的是代表的是_。 Po21084Co602712068221084XPbPo 260286027XNiCo 解解:He42X1代表的是代表的是 （或（或），），e01 X2代表的是代表的是 （或（或）现在学习的是第39页，共44页6关于天然放射现象，下列说法正确的是关于天然放射现象，下列说法正确的是 ( ) A放射性元素的原子核内的核

20、子有半数发生变化所需放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期的时间就是半衰期 B放射性物质放出的射线中，放射性物质放出的射线中，粒子动能很大因此贯粒子动能很大因此贯穿物质的本领很强穿物质的本领很强 C当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生时，将发生哀变哀变 D放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出级向低能级跃迁时，辐射出 射线射线 D现在学习的是第40页，共44页 7. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰

21、材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是列有关放射性知识的说法中正确的是 （ ） A. 衰变成衰变成 要经过要经过6次次衰变和衰变和8次次衰变衰变. B. 氡的半衰期为氡的半衰期为3.8天，若有天，若有4个氡原子核，经过个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下天后就一定只剩下1个氡原子核。个氡原子核。 C. 放射性元素发生放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的。的中子转化为质子时产生的。 D. 射线与射线与 射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线一样是电磁波，

22、但穿透本领远比 射射线弱。线弱。U23892Pb20682点拨：半衰期是统计规律点拨：半衰期是统计规律,只对只对大量大量原子核适用原子核适用,B错。错。A C现在学习的是第41页，共44页8. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（ ）,由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为比为42 1，如图所示。那么氡核的衰变方程应是，如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个（下列方程的哪一个（ ）eFrRn.A012228722

23、286 HePoRn.B422188422286 eAtRn.C012228522286 HAtRn.D212208522286 Rn22286BB现在学习的是第42页，共44页解：解：放出粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，可见放出粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，可见两者均带正电荷，两者均带正电荷，A错。错。由动量守恒定律由动量守恒定律22110vmvm 大圆与小圆的直径之比为大圆与小圆的直径之比为42:1，即半径之比为，即半径之比为42:1 ，qqBmvr1 8621 qq421221 r/rq/q28421 qq现在学习的是第43页，共44页2022-8-23感谢大家观看现在学习的是第44页，共44页