****学校 高三物理 导学案
(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( )
(2)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。( ) (3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。( )
(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱。( ) (5)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。( )
(6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。( )
(7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。( )
(8)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。( )
(9)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。( ) 突破点(一) 原子的核式结构
1．汤姆孙原子模型
(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。
(2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的电子镶嵌在球内。
2．α粒子散射实验
(1)α粒子散射实验装置
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”。
3．原子的核式结构模型
(1)α粒子散射实验结果分析
①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。 ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射。
③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
(2)原子的核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。
(3)核式结构模型的局限性
卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
[题点全练]
1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略。这是因为与α粒子相比，电子的( )
A ．电量太小
B ．速度太小
C ．体积太小
D ．质量太小
2．[多选]如图所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置。下列关于该实验的描述正确的是(
)
A ．α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成
B ．α粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构
C ．实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射
D ．α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息
3．如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A 、B 、C 、D 四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是( )
A ．放在A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最少
B ．放在B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
C ．放在C 位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少
D ．放在D 位置时，屏上观察不到闪光
突破点(二) 原子能级跃迁规律
1．对氢原子能级图的理解 (1)能级图如图所示。
(2)能级图中相关量意义的说明：
2．两类能级跃迁
(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低
h 。
(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。
①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE 。
②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE 。 ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。 3．谱线条数的确定方法
(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。 ①用数学中的组合知识求解：N ＝C 2n ＝n (n －1)
2
。 ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然
后相加。
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[题点全练]
1．[多选](2019·连云港模拟)如图是氢原子的能级示意图，当氢原子从n ＝5的能级跃迁到n ＝2的能级时，辐射紫色光，光的波长为434 nm 。下列判断正确的是( )
A ．跃迁过程中电子的轨道是连续变小的
B ．氢原子从n ＝5能级跃迁到n ＝3能级时，辐射光的波长大于434 nm
C ．辐射的紫色光能使处于n ＝4能级的氢原子电离
D ．大量处于n ＝5能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射6种不同谱线 2．(2018·宿迁期末)如图所示为氢原子的能级图，n 为量子数，电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝2轨道上离氢核的距离________ (选填“近”或“远”)。若氢原子由n ＝3能级跃迁到n ＝2能级的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，该金属的逸出功是________eV ；一群氢原子从n ＝4能级跃迁到基态形成的谱线中有________种频率的光照射该金属不能发生光电效应。
3．(2019·盐城一模)氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氦离子。如图所示是氦离子能级的示意图。现有氦离子从n ＝4能级跃迁到n ＝________能级辐射出的光子能量为10.2 eV ；用该光照射逸出功为2.29 eV 的金属钠，光电子产生的最大初动能为________ eV 。
突破点(三) 原子核的衰变规律
1．放射性元素
具有放射性的元素称为放射性元素，原子序数大于或等于83的元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线，它们放射出来的射线共有α射线、β射线、γ射线三种。
2．三种射线的比较
3．α衰变、β衰变的比较
4．衰变次数的确定方法
方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素A
Z X 经过n 次α
衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为A Z X →A ′Z ′Y ＋n 4
2He
＋m 0－1e 。根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程
A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m 由以上两式联立解得n ＝
A －A ′4，m ＝A －A ′
2
＋Z ′－Z 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。
方法二：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。
5．对半衰期的理解
(1)半衰期公式：N 余＝N
原? ????12，m 余＝m 原? ??
??
12。
(2)半衰期的物理意义：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差别很大。
(3)半衰期的适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。
[题点全练]
1．(2018·江苏高考)已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ，则相同质量的A 和B 经过2T 后，剩有的A 和B 质量之比为( )
A ．1∶4
B ．1∶2
C ．2∶1
D ．4∶1
2．天然放射现象的发现，证明了原子核具有复杂的结构。关于原子核，下列说法正确的是( )
A ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
B ．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个
C ．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期
D ．α射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤
3．[多选](2019·南京六校联考)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。下列说法正确的是( )
A ．氡222衰变成钋218，其衰变方程为222 86Rn →218 84Po ＋0－1e
B ．氡222衰变成钋218，其衰变方程为222 86Rn →218 84Po ＋4
2He C ．已知氡222的半衰期是3.8天，经过19天32 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g D ．已知氡222的半衰期是3.8天，经过15.2天32 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g
突破点(四) 核反应方程与核能计算
1．核反应的四种类型
2．核反应方程式的书写
(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(11H)、中子(10n)、
α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(3
1H)等。
(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。
(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 3．对质能方程的理解
(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E ＝mc 2。 方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。
(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm ，其能量也要相应减少，即ΔE ＝Δmc 2。 (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm ，吸收的能量为ΔE ＝Δmc 2。
4．核能的计算方法
(1)根据ΔE ＝Δmc 2计算时，Δm 的单位是“kg”，c 的单位是“m/s”，ΔE 的单位是“J”。 (2)根据ΔE ＝Δm ×931.5 MeV 计算时，Δm 的单位是“u”，ΔE 的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能： 原子核的结合能＝核子比结合能×核子数。
****学校高三物理导学案
[典例](1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，23592U是核电站常用的核燃料。23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba和8936Kr两部分，并产生________个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。
(2)取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)
[解析](1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：23592U＋1
n →14456Ba＋8936Kr＋310n，即产生3个中子。
临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积。
(2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差
Δm＝(2m p＋2m n)－mα
结合能ΔE＝Δmc2
代入数据得ΔE＝4.3×10－12 J。
[集训冲关]
1．(2016·江苏高考)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是()
A.146C→147N＋0－1e
B.23592U＋10n→13953I＋9539Y＋210n
C.21H＋31H→42He＋10n
D.42He＋2713Al→3015P＋10n
2．[多选](2017·江苏高考)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有(
)
A.42He核的结合能约为14 MeV
B.42He核比63Li核更稳定
C．两个21H核结合成42He核时释放能量
D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大
3．(2018·启东期末)一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为 1.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反。(已知氘核质量m(D)＝2.014 102 u，氚核质量为m(T)＝3.016 050 u，氦核的质量m(He)＝4.002 603 u，中子质量m(n)＝1.008 665 u,1 u＝1.660 6×10－27kg)
(1)试写出核反应方程；
(2)求出氦核的速度；
(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时，可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量。
突破点(一) 原子的核式结构
1． 解析：选D 2． 解析：选ACD 3． 解析：选C
突破点(二) 原子能级跃迁规律
1． 解析：选BC 根据玻尔理论，原子只能处于一系列不连续的轨道状态，故A 错误；从n ＝5能级跃迁到n ＝2能级时，辐射光的波长为434 nm ，即有：h c
434 nm ＝(－
0.54 eV)－(－3.4 eV)＝2.86 eV ，而从n ＝5能级跃迁到n ＝3能级时，辐射能量减小，则光的波长增大，故B 正确；从n ＝5能级跃迁到n ＝2能级时，辐射光的能量为2.86 eV ，处于n ＝4能级的氢原子电离所需要的能量为0－(－0.85 eV)＝0.85 eV ，所以辐射的紫色光可以使处于n ＝4能级的氢原子电离，故C 正确；根据数学组合C 25＝10，可知一群n ＝5能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生10种谱线，故D 错误。
2． 解析：量子数越大，轨道半径越大，距离原子核越远，电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝2轨道上离氢核的距离远；因为氢原子由n ＝3能级跃迁到n ＝2能级的过程中释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，即逸出功W 0＝E 3－E 2＝(－1.51 eV)－(－3.4 eV)＝1.89 eV ；从n ＝4能级跃迁到n ＝1、2能级，从n ＝3能级跃迁到n ＝1、2能级，从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射的光子能量大于等于逸出功，则有5种频率的光子能使该金属产生光电效应。从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级辐射的光子能量小于逸出功，只有1种频率的光不能使该金属发生光电效应。
3． 解析：根据氢原子能级跃迁时吸收或放出的能量等于两能级差，即hν＝E m －E n ，由题意可知，10.2 eV ＝(－3.4 eV)－E n ，解得E n ＝－13.6 eV ，所以n ＝2；
根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0可知， E k ＝10.2 eV －2.29 eV ＝7.91 eV 。
突破点(三) 原子核的衰变规律
1．解析：选B 根据衰变规律，经过2T 后A 剩有的质量m A ＝? ???
?
12m 0＝1
4
m 0，B
剩有的质量m B ＝? ????
12m 0＝12m 0，所以m A m B ＝12
，故选项B 正确。
2． 解析：选C β射线是原子核内的中子转化为质子同时生成一个电子形成的，
故A 错误；α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程，α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核，质子数等于电荷数2，所以“核内质子数减少4个”是错误的，则B 错误；原子核的半衰期由其自身决定，与所处的物理、化学等外界环境无关，故改变压强不能改变半衰期，C 正确；γ射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤，α射线的电离本领最强，D 错误。
3．解析：选BC 根据质量数和电荷数守恒可得该衰变方程为 222 86Rn →218 84Po ＋4
2He ，
A 错误，
B 正确；根据m ＝m 0·? ????
12可得32·? ????12＝1，解得t
T ＝5，故t ＝19天，C 正确，
D 错误。
突破点(四) 核反应方程与核能计算
1．解析：选A 放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象。A 选项为β衰变方程，B 选项为重核裂变方程，C 选项为轻核聚变方程，D 选项为原子核的人工转变方程，故选A 。
2． 解析：选BC 由题图可知，42He 的比结合能为7 MeV ，因此它的结合能为7 MeV ×4＝28 MeV ，A 项错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，原子
核越稳定，结合题图可知B 项正确；两个比结合能小的21H 核结合成比结合能大的4
2He 时，会释放能量，C 项正确；由题图可知，235 92U 的比结合能(即平均结合能)比8936Kr 的小，
D 项错误。
3． 解析：(1)核反应方程为：63Li ＋10n →31H ＋4
2He
(2)由动量守恒定律：m n v 0＝－m T v 1＋m αv 2 得到，v 2＝m n v 0＋m T v 1m α
代入解得，v 2＝2×104 m/s 。 (3)质量亏损为
Δm ＝m D ＋m T －m α－m n 代入解得，Δm ＝3.136×10－29kg
根据爱因斯坦质能方程得到，核反应释放出的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.82×10－12 J 。
高中物理原子结构、原子核检测题 1．下列说法正确的是( ) A．γ射线比α射线的贯穿本领强 B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大 C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 解析：选A γ射线比α射线的贯穿本领强，选项A正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项B 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。 2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( ) A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子D．8个中子，24个质子 解析：选A 208 82Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－ 8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。 3．下列说法正确的是( ) A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 解析：选 A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。 4．[多选](2019·天津高考)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳” 2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人 类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法 正确的是( ) A．核聚变比核裂变更为安全、清洁 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选AD 与核裂变相比，轻核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的轻核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故C错误，D正确。
第一节原子的核式结构原子核教学建议 本节教学主要包括两部分内容： 一.在α粒子散射实验的基础上提出原子的核式结构模型； 二.原子核的组成。 （1）原子的核式结构的发现的教学，共三层意思：电子的发现→汤姆生提出了枣糕模型→α粒子散射实验的结果否定了汤姆生模型，卢瑟福提出了核式结构。这节教材的重点内容是α粒子散射实验和卢瑟福的核式结构学说。要着重说明：α粒子具有相当大的质量和很大的动能，电子不可能使α粒子发生大角度的偏转，只有原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在狭小的空间里（形成原子核），并且α粒子十分接近它时，才能发生大角度的偏转。本节末了讲到了由实验的数据还可以估计出原子核的大小，由于数据没介绍，估计也就不必详细补充了。可告诉学生现在一般公认的数量级是多少。学习原子结构，对原子的大小、原子核的大小，原子内部空虚到什么地步，应该有个大体的印象。这也是中学生不可缺少的文化素养的一部分。 因为教材内容的理论性比较严密，教学中要注意问题交代的层次和条理性。比如，根据汤姆生模型计算的结果，α粒子偏角应是很小的。这是从电子的质量很小和正电荷的均匀分布这两方面分析得出的结论。实验结果是：①绝大多数α粒子不偏转；②少数α粒子发生了较大的偏转；③极少数α粒子出现大角度的偏转（甚至被反弹回来）。讲卢瑟福模型时，就必须前后呼应清楚地说明这“绝大多数、少数、极少数”之类表现的“所以然”，这对于训练学生读书和思考的能力，培养认真严谨的学风，都是有好处的。 教学中要注意不能把科学上的发现讲得过于简单，给学生造成这样的印象：科学家凭空一想，做个什么实验，就能有所发现了，要注意使学生领悟科学家发现新的规律，要有一定的客观条件，而且要进行创造性的思维，突破前人留下的错误观念的束缚，做出开拓性的实际努力，才能有所发现。这一点，在以后各节的教学中也是应该注意的。 （2）原子核的组成的教学，可在复习初中已学的知识，知道原子核是由质子和中子组成的基础上提出。质子和中子是怎样发现的问题让学生思考。然后开始介绍卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验。在教学中要注意把卢瑟福的实验装置、实验是怎样进行的以及得到了怎样的结果交代清楚。 还可以让学生了解，由于原子内部十分空虚，如果把原子比做半径为100m的大球，那么原子核是球中心半径仅1mm 的小沙粒，因此，用α粒子去轰击原子核，命中的机会是很少的（平均五万分之一）。可见做轰击原子核的实验也是不容易的。 还可以举一些用α粒子轰击原子核产生质子的例子让学生熟悉，如： 关于中子的发现，如果时间容许，可以介绍一些中子发现的历史，让学生认识到能量守恒和动量守恒定律在核物理研究中的重要作用。人们对中子的认识，经历了一个曲折的过程。X射线的发现，几乎在一个晚上就完成了。而当中子这个不速之客闯入物理学家的实验室时，人们用了两年的时间才认识了它。这是因为中子跟以前发现的γ射线都具有穿透力强的特性，使人们暂时迷惑了。应用了动量守恒和能量守恒这两个有力的武器，人们终于认清了中子的本来面目。 还应该使学生了解，中子的发现是物理学史上的一件大事。由于中子不带电，跟其他粒子不会发生静电作用，比较容易打进原子核里去，是轰击原子核的好“炮弹”，特别是用它轰击重元素的原子核后，给原子核物理学带来了飞跃的发展。中子的贯穿本领强，但电离本领极弱，在云室中见不到它的径迹。 在实验中发现质子和中子后，人们提出原子核是由质子和中子组成的。它们统称为核子，然后讲清原子核的质量数、电荷数、核子数和同位素等的物理含义及这些数之间的数量关系。并介绍核符号的写法及其表示的物理意义。
14、2 原子结构和原子核 主备人：贾宝善备课组长：周春燕备课时间：2013/11/25 授课时间：2013/12/11 学习目标： 1．了解人们对原子结构的认识过程
2．氢原子的能级图 3．氢光谱 原子的核式结构 卢瑟福由α粒子散射实验提出：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核里，带负电的电子在核外空间运动。我们把这样的原子模型称为“核式结构模型”。 五、天然放射现象 1．天然放射现象：某些元素能自发地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。 2．种类和性质 α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。 β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。 六、原子核的衰变 1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化． 2．衰变规律：α衰变X→ Y+ He ； β衰变X→ Y+ e 3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2 H+2 n→ He β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。即n → H+ e+ （为反中微子） 4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子． 七、半衰期 1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。 2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关． 八、原子核的人工转变 1．质子的发现：N+ He→ O+ H
电子的发现、原子的核式结构导学案 【新课标学习要求】 1、了解人类发现电子的过程。 2、知道早期的原子结构模型，体会模型化方法。 3、知道α粒子散射实验的原理及实验结果。 4、通过卢瑟福原子核式结构模型的建立过程，体会科学家进行科学探究的方法。 【自主学习】 一、阴极射线 1、电离：（1）条件：在_______中，气体能够被电离而导电。（2）实质：气体分子中的正、负电荷被_______，气体中出现了_______电荷。 2、气体放电：（1）通常大气中分子的_____很大，电离后的自由电荷运动时会与空气分子碰撞，正负电荷重新______，所以难以形成稳定的气体_____电流。（2）阴极射线：稀薄气体导电可以看到______放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约0.1Pa以下，也就是管内成为通常所说的_______，这时虽看不到辉光，但在阳极上钻一个小孔后，在孔外的玻璃管壁上可看到______，其实质是由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起，这种射线叫做_______ 二、电子的发现 1、汤姆孙的探究方法：（1）让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_______现象，证明它是_______的粒子流并求现了其比荷。（2）换用不同材料的阴极和不同的_______做实验，所得粒子的_______相同。（3）粒子带负电，比荷是氢离子比荷的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子的质量。（4）组成阴极射线的粒子称为_______。 2、结论：（1）研究的新现象：光电效应、_______、β射线。它们都包含电子。（2）结论：强电场电离、正离子轰击、紫外光照射、金属受灼热、入射性物质的自发辐射，都能发射_______的带电粒子—电子。电子是原子的_______，是比原子更_______的物质单元。 3、电子电荷的量子化：（1）电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e=__________ （2）带电体所带电荷量具有____的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的______。 三、α粒子散射实验 1、实验方法：用从放射源发射的α粒子束轰击_______，利用荧光接收，探测通过金箔后的α粒子_______情况。 2、实验目的：α粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有_______作用，一些α粒子的_______改变，也就是发生了α粒子散射，统计散射到各个方向的α粒子_______，即可推知原子中_______的分布情况 3、实验结果：实验发现，α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_______α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_______900，也就是说它们几乎被______________。 四、原子核的电荷与尺度 1、原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的_______相等，非常接近于它们的_______。 2、原子核的组成：原子核是由_____和___组成的，原子核的电荷数就是核中的_____数。 3、原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为______m，而整个原子半径的数量级是10-10m，可见原子内部是十分“空旷”的。 【典型例题】 例1、如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若 在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，
课时跟踪检测（三十八） 原子结构与原子核 对点训练：原子的核式结构 1．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( ) A ．电子 B ．中子 C ．质子 D ．原子核 2．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( ) A ．M 点 B ．N 点 C ．P 点 D ．Q 点 3．(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是( ) A ．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B ．查德威克用α粒子轰击 714N 获得反冲核 817O ，发现了中子 C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 4．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电 子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( ) A.1116 A B.716A C.316A D.1316 A 5．(多选) 19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( ) A ．光电效应实验中，入射光足够强就可以有光电流 B ．若某金属的逸出功为W 0，该金属的截止频率为W 0h C ．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小 D ．一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子 6．(多选)已知氢原子的基态能量为E 1，n ＝2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3，大
《2 原子的核式结构模型》教学设计 一、教材分析： 这一节是本章的重点，高考的热点，尤其是α粒子散射实验及其现象。让学生认识到实验对理论发展的重要作用，知道物理模型建立的意义及其局限性。从汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育。通过学生对α粒子散射实验现象的讨论与交流，顺理成章地否定了枣糕模型，并建立新的模型。 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击，用高速的α粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。二、教学目标： （一）知识与技能 1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。 2．知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。 （二）过程与方法 1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。 2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。 3．了解研究微观现象。 （三）情感、态度与价值观 1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。 2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 3、让学生参与问题的解决，参与科学研究的良好学习习惯，逐步积蓄探究热情，培养学生勇于探究的精神，探究能力和合作精神。 三、教学重点难点： 重点：1．引导学生小组自主思考讨论在于对α粒子散射实验的结果分析从而否定汤姆孙的枣糕模型，得出原子的核式结构； 2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法； 难点：引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构 四、学情分析： 根据学生的具体情况设计教案、设计难度梯度，努力保证课堂时效性。学生观察ɑ粒子散射实验现象进行讨论和通过观察实验现象推理出卢瑟福的原子的结构模型会有一定的困难，因此对提出的3个问题，前二个问题放手让学生进行小组讨论，对于问题3采用先让学生猜想，师生共同分析
重难点10 原子结构和原子核 【知识梳理】 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。 （2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。 （3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 （1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ???? 122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。 3．玻尔理论 （1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。 （2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。（h 是普朗克常量，h ＝6.63× 10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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。 4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示
专题20 原子结构和原子核 1．（2020届安徽省宣城市高三第二次调研）下面列出的是一些核反应方程式 30 309 4 1214 417 15144267+28P Si+X Be+He C+Y N He O+Z →→→，其中（ ） A ．X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 B ．X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子 C ．X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 D ．X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 【答案】B 【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为0，电荷数为1，则X 为正电子；Y 的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z 的质量数为1， 电荷数为1，为质子。 故选B 。 2．（2020届东北三省四市教研联合体高三模拟）下列关于原子核的叙述中正确的是（ ） A ．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子 B ．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈 C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量 D ．原子核的质量越大，比结合能就越小 【答案】C 【解析】 A ．查德威克在α粒子轰击铍核实验中发现了中子，故A 错误； B ．核反应堆中的“慢化剂”是减慢中子速度，故B 错误； C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，由爱因斯坦质能方程可知，要释放能量，故C 正确； D ．比结合能为结合能与核子数的比值，则原子核的质量越大，比结合能不一定越小，故D 错误。 故选C 。 3．（2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测）活体生物由于需要呼吸，其体内的14C 含量大致不变，死后停止呼吸，体内的14C 含量开始减少。由于碳元素在自然界的各个同位素的比例一直都很稳定，人们可通过测定古木的14C 含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳定年法。14C 衰变为14N 的半衰期约为5730年，某古木样品中14C 的比例约为现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（ ） A ．该古木的年龄约为5730年 B ．14 C 与14N 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线 D ．升高古木样品所处环境的温度将加速14C 的衰变
《原子的核式结构》教学设计 一、教材分析 “原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，传统的教学设计虽然也能让学生掌握原子的核式结构内容，但不难看出传统教学模式仍为“师传生受”，学生还是被动地接收知识，即使学会了，也不能算会学，无法让学生体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。面对新课程改革的要求，为营造一个让学生自主学习的良好环境，本人结合平时的实践，对本节内容采用通过让学生小组讨论：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神，这种通过让学生自己动眼观察、动脑思考，引导他们自己获取知识，不仅活跃了课堂气氛，还发展了学生的思维能力和创新能力。本节课的设计旨在追寻前人的足迹，通过对粒子散射实验分析，从而否定汤姆孙的原子模型，建立卢瑟福的原子核式结构模型。让学生了解在科学研究中，科学家们通过对实验事实的分析，提出模型或假说，这些模型或假说又在实验中经受检验，正确的被肯定，经不起检验的被否定，在新的基础上再提出新的假说。科学的研究这样螺旋上升和不断深入发展的。 内容分析 粒子散射实验和原子核式结构的内容是本节教学重点。其中粒子散射实验是常用的获取微观世界信息的方法，在原子结构的研究中有非常重要的作用，以后的质子和中子的发现都与粒子散射实验有关。本节对于原子核式结构的建立，粒子散射实验更是起到决定性的作用，所以重点在于对粒子散射实验观察、现象的分析以及从现象中猜测合理的结构。“原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，除了让学生掌握原子的核式结构内容，让学生体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化也很重要。通过让学生小组讨论：用汤姆生的枣糕模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力和分析能力。 学情分析 对于原子的结构其实学生早已经知道，初中的物理、化学中都已经清楚。所以原子结构如何不是本节课要教授的目的，如何从粒子散射实验现象中得出合理的原子结构模型才是本节要关注的重点。前面光的波动性、光的粒子性的学习使学生对于从现象找本质，建模型或假说的过程已不再陌生，所以对学生进行适当的引导、提问即可理解原子核式结构模型。前一节学习了电子的发现过程，学生已经知道原子是有结构的，那么结构如何分布呢学生在化学中已经学习了原子核外的电子排布，绝大多数学生都已经知道了原子由原 子核和电子组成但一般都尚未清楚原子大小与原子核大小的比例关系，而这一比例必将对 学生认识微观世界产生巨大的冲击，从而激发学生的学习热情。
第十九章原子核 新课标要求 1．内容标准 （1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。 （2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例1 了解放射性在医学和农业中的应用。 例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。 （3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 （4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。 （5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。 （6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例3 思考核能开发带来的社会问题。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议： （1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （2）观看有关核能利用的录像片。 （3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习 19．1 原子核的组成 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解天然放射现象及其规律。 2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 （二）过程与方法 1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。（三）情感、态度与价值观 1．树立正确的，严谨的科学研究态度。 2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 ★教学重点 天然放射现象及其规律，原子核的组成。 ★教学难点 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。★教学方法
§22.1原子的核式结构原子核 1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是 A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90o，有的甚至被弹回接近180o B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转 C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分 D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量 2．卢瑟福α粒子散射实验的结果 A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中了组成的 C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 3．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞，这是由于A．α粒子并不跟电子相互作用 B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量很少，可以忽略 C．α粒子跟众多电子相碰撞的效果互相抵消 D．由于电子是均匀分布的，α粒子受电子作用的合力为零 4．下列对原子结构的认识中，错误的是 A．原子中绝大部分是空的，原子核很小 B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力 C．原子的全部正电荷都集中在原子核里 D．原子核的直径大约为10－10m 5．卢瑟福α粒子散射实验的意义在于 A．说明了原子中正电荷是均匀分布的 B．揭示了原子核也有其本身结构 C．可以估算出原子核大小 D．奠定了原子核式结构的实验基础 6．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有 A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜 B．金箔的厚度对实验无影响 C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象 D．实验装置放在空气中和真空中都可以
第三讲原子结构与原子核 ——课后自测诊断卷 1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( ) A．产生的新核是锂核(73Li) B．反应过程吸收能量 C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确； 因为中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，质量不等，根据E k＝p2 2m ，可知中微子的动能与处于激发态新核 的动能不相等，故D错误。 2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( ) A．铀233比钍232少一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3 解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B 正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。 3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( ) A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C．放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2 解析：选AC γ射线电离最弱，穿透最强，α射线电离最强，穿透最弱，用厚纸板就能挡住，故A正确；动能相同的质子和电子，它们的动量大小可以用公式p＝2m·E k判断，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与
高中原子的核式结构物理知识点 1、原子的核式结构 1 粒子散射实验结果：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转。 2原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转. 3原子核的大小：原子的半径大约是10-10米，原子核的半径大约为10-14米～10-15米. 2、玻尔理论有三个要点： 1原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态. 2原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定.即hν=E2-E1 3原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动.原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道是分立的. 在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值的能量值叫做能级。 3、原子核的组成核力 原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子. 将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，这是一种很强的力，而且是短程力，只能在2.0X10-15的距离内起作用，所以只有相邻的核子间才有核力作用. 4、原子核的衰变 1天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种现 象叫天然放射现象. 2放射性元素放射的射线有三种：、射线、射线， 这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图15.2-1 所示
3放射性元素的衰变：放射性元素放射出粒子或粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变. 衰变规律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的. 4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称为半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的.它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关. 5同位素：具有相同质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
原子结构和原子核 一、原子结构光谱和能级跃迁 1．电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”． 2．原子的核式结构 (1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型． 图1 (2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示． (3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动． 3．氢原子光谱 (1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱． (2)光谱分类 (3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1 λ＝R( 1 22－ 1 n2)(n ＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)． (4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义． 4．氢原子的能级结构、能级公式 (1)玻尔理论 ①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． ②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，
这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) ③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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． (2)能级和半径公式： ①能级公式：E n＝1 n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV. ②半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m. 5．氢原子的能级图 能级图如图2所示 图2 二、原子核核反应和核能 1．原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系 ①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． (3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数． 2．天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． (2)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同． ②应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害．
高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： 10 J·S h为普朗克常数 h=6.63×34 ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。
(3)光子说并未否定波动说，E ＝h ν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原
原子结构、原子核测试题及解析 1．下列说法正确的是() A．γ射线比α射线的贯穿本领强 B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大 C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 解析：选Aγ射线比α射线的贯穿本领强，选项A正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项B 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。 2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少() A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子D．8个中子，24个质子 解析：选A208 82Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－ 8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。 3．下列说法正确的是() A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 解析：选A光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。 4．[多选](2019·天津高考)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018 年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利 用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是 () A．核聚变比核裂变更为安全、清洁 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选AD与核裂变相比，轻核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的轻核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故C错误，D 正确。
专题1 化学家眼中的物质世界 第三单元人类对原子结构的认识 编写：于建东审核：许乃祥 班级：学号：姓名： 【学习目标】 1.通过对原子结构模型演变历史的了解，认识假说、实验等科学方法在人类探索原子结构奥秘过程中的作用。 2.知道核外电子是分层排布的并了解1～18号元素的电子排布情况。 3.认识原子的结构；理解元素、核素、同位素之间的关系；了解常见的几种元素的同位素。 【课前预习】 一、原子结构模型的演变 古希腊哲学家德谟克利特认为万物都是由___________、_____________的微粒即________构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。19世纪初英国的科学家_____________是_____________的创始人。他认为物质由_________组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。1879年汤姆生发现原子中存在电子，他认为原子是由____________________构成的，___________的发现使人们认识到原子是可以再分的。1911年物理学家卢瑟福根据α—粒子散射现象，指出原子是由___________和__________构成的，_______________带正电荷，位于 _________________，他几乎集中了原子的全部质量，__________带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。1913年丹麦物理学家玻尔指出：电子在原子核外空间内一定___________上绕核作高速运动。20世纪初现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法描述核外电子运动，即用 _____________描述核外电子的运动。 二、原子核外电子排布 1.人们已经知道，原子是由和构成的，对于多电子原子，可以近似认为电子在原子核外是。 2.画出下列微粒的原子结构示意图。 H He Be C O2- Ne Na Al3+ P S Cl- Ar 三、认识原子核 2.构成原子的微粒之间的数量关系
高考综合复习——原子结构原子核专题复习 总体感知 知识网络 第一部分原子结构 知识要点梳理 知识点一——原子的核式结构模型 ▲知识梳理 一、电子的发现 1．阴极射线的发现 19世纪，科学家研究稀薄气体放电，发现阴极发出一种射线——阴极射线。 2．电子的发现 汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定出它的荷质比，之后用油滴实验测定了它的电量，确定它是组成各种物质的基本成分，称之为电子。 3．电子的发现说明原子也是有结构的。 二、原子的核式结构模型 粒子散射实验（1）实验装置（2）
实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径。全部设备装在真空环境中，因为粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米。显微镜可在底盘上旋转，可在的范围内进行观察。 （3）实验现象 绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转，个别粒子偏转超过了有的甚至近。 （4）实验结论 原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子绕核运转。——这就是卢瑟福原子核式结构模型。 根据粒子散射实验的数据，可以估算原子核的大小为～m。 ▲疑难导析 1．英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示。 从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过后沿直线打在荧光屏上。 （1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。 （2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件时，则阴极射线不发生偏转。则：。 （3）如图所示，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为： ，又因为，且 则，根据已知量，可求出阴极射线的比荷。