第十二章物质的微观结构
A 原子的核式结构
一、电子的发现
1.1897年，汤姆孙对阴极射线研究发现电子
2.电子的发现的重要意义：原子可分，电子是原子的组成部分
3.汤姆孙原子结构模型（葡萄干蛋糕模型、枣糕模型、西瓜模型）
带正电的物质均匀的分布在球体中，带负电的电子镶嵌在正电的物质中。
二、α粒子散射实验
1.实验装置
2.实验结果
1)绝大多数α粒子穿过金箔后运动方向偏离不多（平均20—30）
2)少数α粒子穿过金箔后运动方向有较大偏转
3)极少数α粒子产生超过900的大角度偏转
4)个别甚至反弹
三、卢瑟福的原子核式结构模型
1.核式结构模型（行星模型）
（1）在原子的中心有一个很小的核，叫原子核。
（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里.
（3）带负电的电子在核外不停地绕核运动。
2.原子半径R、原子核半径r
R=10-10m
r=10-15----10-14m
B 物质的放射性
一、天然放射性现象
1．1896年法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核可分。
1.天然放射性现象：原子核自发地放出射线的现象。
2.天然放射性：原子核自发地放出射线的性质.
3.放射性元素：具有放射性的元素。
原子序数大于83的天然元素都具有放射性。
二、三种射线
放射铅盒照相底
片
天然放射现
1．三种射线的性质由下表列出：
2．原子核由于放出某种射线而转变成新核的变化，叫做原子核的衰变。
原子核衰变前后质量数、电荷数、能量均守恒。
α衰变： 211H+201n →42He
β衰变：
01n →11H+0
-1e
γ衰变： 一般伴随α，β衰变同时进行
3．放射性元素的半衰期
放射性元素有半数的原子核发生衰变所需要的时间，称为这种元素的半衰期。
X A Z Y A-4Z-2+H e 42
X A Z Y A Z+1+e 0-1
半衰期的快慢由原子内部因素决定与外界条件（物理状态、化学状态）无关。
m 0：放射性元素原有的质量 n ：n 个半衰期 （ n = t / T t ：时间 T ：半衰期 ）
m ：剩下的未衰变的放射性元素的质量
C 原子核的组成
1．质子的发现：1919年英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次用人工方法实现了原子核的转化，并发现了质子。
2．中子的发现：1932年英国物理学家查德威克用α射线轰击铍核，产生一种贯穿能力极强的射线，它能穿透几厘米厚的铅。
这种射线就是中子。
144171N 7＋H 2e O 8＋H 1 94121B e 4＋H 2e c 6＋n 0
3．原子核的组成
1) 原子核是由质子和中子组成的。
质子和中子统称为核子
2) 核子数A 等于质子数Z 与中子数N 之和，即 A=Z+N
3）原子核的表示
原子核常用符号 X A Z 来表示，X 是元素符号，Z 为
原子的原子序数，也代表电子数或质子数；A 为原子核的质量数，也代表质子加中子的总数，即核子数。
4）核力：使核子结合在一起的强相互作用（引力） 核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间。
核力是只在 2.0×10－15米距离内起作用的短程强相互作
用力。
由于核子的大小约为0.8×10－15米，故只有相邻的
核子之间才有核力作用。
D ．重核裂变、链式反应
一、核能
1．原子核的结合能：原子核分裂成核子吸收能量，核子结合成原子核要放出同样多的能量，这个能量叫做原子核的结核能。
2． 核能原子核发生变化时，可能吸收能量，也可能放出能量，放出的能量通常叫做核能。
二、重核裂变：重核受到其他粒子（如中子）轰击时裂变成两块或两块以上中等质量的核，同时还可能放出中子，并伴随着巨大能量放出，这就是重核裂变。
一个U235裂变可放出200MeV 核能，1MeV=106eV ，
1eV=1.6х10-19J
三、链式反应：重核裂变时放出的中子引起其他核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应。
四、链式反应的条件
1．临界体积： 能够发生链式反应的最小体积
2．链式反应的条件：中子的再生率大于1，铀块体积大于临界体积
五、核武器杀伤作用强到弱
1．冲击波，2．光（热）辐射，3．贯穿辐射（中子、 γ射线）
4．放射性污染
U 23592n 10＋Ba 13856＋Kr 9536＋n 103＋能量
核岛 常规
岛 E 反应堆 核电站
一、反应堆
1．用人工方法控制核裂变链式反应速度并获得核能的装置，叫做核反应堆。
2．反应堆主要由核燃料棒(铀棒)、减速剂、控制棒、防护层和冷却系统等构成。
二、核电站
1、核电站：利用反应堆中的核燃料
裂变放出 的核能转变为电能的发电厂。
2、核电站构成及原理：由核岛、常规岛及配
套设施组成。
裂变放出的核能将水加热变为（内能） 水蒸气使汽轮机（机械能）带动发电机发电（电能）。
第十三章：宇宙
A 万有引力定律
一、万有引力定律
1．万有引力定律：两个物体间的引力的大小，跟两物体质量的乘积成正比，跟两物体距离的平方成反比，方向在两物体的连线上。
2． 公式：F = Gm 1m 2/ r 2
3． 引力常量：
G=6.67×10-11N.m 2/kg 2
二、卡文迪什扭秤实验
实验装置
三、万有引力与重力
1.重力是万有引力的一个分力
2.地球上g 的变化讨论：
(1)g 从赤道到两极逐渐变大
(2)离地面越高g 越小
()g m h R GMm F '=+=2()2
h R GM g +='
B 宇宙的基本结构
问题1：在地面上我们是如何知道大地是球状的？
一个理由：船只出海时渐渐没入地平线，最后完全消失在地球的弧线下方。
另一个理由：希腊旅行者报告，在北方中午时分的太阳在天空的位置较低。
其他理由：在月食时观察到地球投到月亮上的影子，正好符合地球与月亮两者都是球状时所预期的形状。
问题2：为什么月球总是以同一面对着地球？
答：由于月球自转和公转的周期相等，因此月球总是以同一面对着地球。
问题3：潮汐是怎样形成的？
它主要由月球的引力引起的。
A、B高潮点，C、D低潮点
问题4：太阳系共有几个行星？
从距离太阳最近的行星算起，依次为水星，金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
除水星和金星外，其他行星都有卫星。
几乎所有的行星都在太阳引力的作用下，在大致的同一平面上绕太阳公转。
距离太阳越近的行星，公转速度越大，周期越小。
问题5：行星怎样分类？
问题6：星系形状有哪些？银河系是什么形状?
旋涡星系、椭圆星系和不规则星系(如棒旋星系等)。
旋涡星系
问题7：怎样测定恒星的距离？
利用周年视差法
C 天体的演化
一、恒星的分类
1、恒星按照体积大小分，从大到小依次为超巨星、巨星、主序星、白矮星和中子星。
2、恒星的颜色、温度和亮度的关
系
a．恒星的颜色与表面温度有关。
温度低的呈红色，温度很高的呈蓝
色
b．恒星的亮度与体积、温度及它
与地球的距离有关。
“视星等”：在地球上所见的星体亮度。
“绝对星等”：该恒星在离地球一个标准距离情况下所具有的亮度。
C．恒星的亮度与温度的关系（赫罗图）
二、恒星演化的三个阶段：
1）恒星的演化分为：诞生期、存在期
和死亡期。
2）一颗恒星的寿命取决于它的质量，
质量大的恒星比质量小的恒星寿命
短。
3）恒星演变示意图
天体的演化
诞生期：星云收缩成原恒星
存在期：恒星、巨型、超巨型
死亡期：白矮星、黑矮星、中子星、黑洞。
