原子物理知识串讲

原 子 物 理自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。

本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。

§1.1 原子1．1．1、原子的核式结构1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。

1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。

1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：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的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。

1、1．2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。

电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。

由此可得两点结论：①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统； ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。

原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。

如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。

为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。

2、玻尔理论的内容：一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。

高三物理复习资料 原子物理基础知识2016.10.26一、黑体和黑体辐射1．热辐射现象： 任何物体在 任何 温度下都要发射 各种 波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与 温度 有关，所以称为热辐射。

2.黑体：物体具有 辐射 能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。

绝对黑体（简称“黑体”）是指能够完全吸收入射的各种（填“各种”或“部分”）波长电磁波而不发生反射的物体，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 温度 有关。

3．实验规律：（1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向 波长较短 方向移动。

二、、光电效应现象 1、光电效应：光电效应：物体在光 包括 不可见光的照射下发射电子的现象称为光电效应。

2、光电效应的研究结论：① 任何 金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于 这个极限频率，才能产生光电效应； 低于 这个频率的光不能产生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度 无关 ，只随着入射光频率的增大而 增大 。

③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s ；④当入射光的频率大于极限频率时，入射光的强度越强，单位时间内发射的电子数 越多 。

3、光电效应的应用：光电管：光电管的阴极表面敷有 碱 金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为 光电流 。

注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。

②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。

入射光的强度越大，光电流越大。

③遏止电压U 0。

回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压U 0满足：02max 21eU mv ，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的 频率 有关。

4、波动理论无法解释的现象：①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。

原 子 物 理一、卢瑟福的原子模型-—核式结构1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型。

2。

物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。

3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4。

实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极个别α粒子反弹,说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构:卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核,叫________， 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绕核旋转．例1：在α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果:A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转，有的甚至被反弹C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D 。

α粒子穿过金箔时都有较大的偏转。

例2：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。

如图1—1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景.图中实线表示α粒子的运动轨迹。

其中一个α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小B ．α粒子的电势能先增大后减小C ．α粒子的加速度先变小后变大D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波,电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的,而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。

第一讲 原 子 物 理自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。

本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。

§1.1 原子1．1．1、原子的核式结构1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。

1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。

1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：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的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。

1、1．2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。

电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。

由此可得两点结论：①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统； ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。

原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。

如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。

为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。

2、玻尔理论的内容：一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。

高考原子物理常考知识点原子物理是高考物理中的重要内容，它涵盖了原子的结构、原子核的性质、放射性等多个知识点。

掌握了这些知识，不仅可以帮助我们解答试题，还能对我们理解现实世界中的物质变化和发展具有重要意义。

本文将从三个主要方面介绍高考原子物理的常考知识点。

一、原子的结构原子的结构是研究原子物理的基础，它由质子、中子和电子组成。

质子和中子位于原子核中，电子则在原子核外围的轨道上运动。

质子的质量和电荷分别为1和+1，中子没有电荷，而电子的质量很小，电荷为-1。

根据电子的能级差异，我们可以将电子分为K层、L层、M层等，电子的规则排布遵循奥布规则。

二、原子核的性质原子核是原子的核心，它由质子和中子组成。

原子核的直径很小，但是它却集中了原子的绝大部分质量和正电荷。

质子具有相互排斥的电荷，然而原子核为何能够稳定存在呢？这是因为质子和中子之间存在着强相互作用力，它可以克服质子之间的排斥作用。

在物理中，我们通过质子的质量数和原子序数来描述一个核。

质量数等于质子数加中子数，原子序数等于质子数。

常见的核还具有放射性，主要有α衰变、β衰变和γ衰变。

三、放射性放射性是原子物理中的重要现象，它是某些核素发生自发性核变反应而释放出粒子或电磁波的现象。

放射性核素分为α射线、β射线和γ射线。

α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电荷的粒子，它的穿透能力很弱。

β粒子分为β+射线和β-射线，前者是一个正电子，后者是一个带1单位负电荷的高速电子，它们穿透能力比α粒子强。

γ射线是一种电磁波，它的穿透能力最强。

这些放射性现象在核反应和医学诊疗中有着广泛的应用。

综上所述，高考原子物理常考的知识点主要包括原子的结构、原子核的性质和放射性。

了解原子的结构对我们理解物质的微观世界有着重要作用，原子核的性质的理解有助于我们认识核反应和放射性的本质，而放射性则对于核能的利用和医学的发展有着重要的意义。

通过对这些知识点的学习和掌握，我们不仅可以更好地应对高考中的相关题目，还能对我们的知识结构和思维方式产生积极影响。

原子物理学概念精讲2024高考物理教案设计教案设计：一、教学目标1.了解原子物理学的基本概念和原理。

2.掌握原子的组成、核结构、原子核的性质以及核反应等内容。

3.能够运用所学知识解决相关物理问题。

4.培养学生的科学思维和实验能力。

二、教学重点1.原子的组成和核结构。

2.原子核的性质。

3.核反应的基本原理。

三、教学难点1.原子核的性质的理解与运用。

2.核反应的类型及其特点的理解。

四、教学方法1.讲授法：通过讲解原子物理学的基本概念和原理，以及示意图的展示，帮助学生全面理解。

2.实验法：通过进行相关实验，让学生亲自实践，巩固所学内容。

3.互动法：通过提问、讨论等方式，激发学生思维，培养合作能力。

五、教学内容1.原子的基本概念和组成原子是物质的基本组成单位，由原子核和电子云组成。

原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

电子带负电，绕原子核运动。

2.原子核的结构和性质原子核由质子和中子组成，质子数目决定了元素的性质，称为原子序数。

中子数目可以不同，相同原子序数但不同中子数的原子称为同位素。

3.原子核的性质原子核的性质包括质量数、原子核的稳定性和放射性。

质量数是原子核中质子和中子的总数。

原子核的稳定性与质子数与中子数的比值有关，一般当质子数与中子数接近时，原子核较为稳定。

放射性是指具有放射性的原子核会自发地发射粒子或电磁辐射。

4.核反应的基本原理核反应是指原子核发生转变的过程，分为裂变和聚变。

裂变是指原子核裂变成两个或多个较小的原子核，释放出巨大的能量。

聚变是指较小的原子核融合成更大的原子核，也释放出巨大的能量。

六、教学过程1.导入：通过提问的方式，引导学生回顾上节课所学内容，并激发学生对原子物理学的兴趣。

2.讲解：利用示意图，讲解原子的基本组成结构、原子核的组成和性质。

3.实验：进行一系列与原子物理学相关的实验，例如探究不同原子核的稳定性、观察核反应的现象等。

4.讨论：引导学生讨论核反应的基本原理以及用途，培养学生的思考能力。

原子的物理知识点总结一、原子的历史1. 原子的起源和发展古代人们对原子的概念最早可以追溯到古希腊时期。

古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙是由原子构成的，这种叫做“原子论”的哲学思想对后来化学、物理学的发展产生了深远的影响。

公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出了原子理论，他认为世界上的一切物质都是由不可分割的原子组成的。

公元前4世纪，古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德分别论述了原子学说，使原子学说得到发展。

17世纪，英国科学家伽利略和泰勒独立提出了原子理论。

1803年，英国科学家道尔顿提出了原子假说，并提出了道尔顿原子论。

19世纪末，英国科学家汤姆逊发现了电子，为原子结构的研究奠定了基础。

20世纪初，爱因斯坦和布朗尼根发现原子运动规律。

2. 原子的实质古时候，人们认为原子是世界上的最小粒子，因此名称“原子”。

20世纪初，随着量子力学的发展，人们逐渐认识到原子是由更小的粒子组成的。

至今为止，已经证明原子是由质子、中子和电子组成的。

质子和中子构成原子的核，电子绕核运动。

质子的电荷为正电荷，中子没有电荷，电子的电荷为负电荷。

质子和中子的质量大致相等，约为1.67×10^-27千克，而电子的质量比质子和中子小很多，约为9.11×10^-31千克。

在原子中，电子的质量可以忽略不计，因此原子的质量主要来自于质子和中子。

3. 原子的结构原子的结构是由实验证实的。

经典的原子结构模型是由英国科学家汤姆逊提出的，称为“西瓜核模型”。

这个模型认为原子是一个带正电的基底，电子均匀分布在其中，就像西瓜核和果肉一样。

然而，经过实验证实，汤姆逊的模型是不正确的。

20世纪初，英国科学家卢瑟福发现了原子的核，并提出了“卢瑟福核模型”。

这个模型认为原子是由一个带正电的核和围绕核运动的电子组成的。

电子围绕核运动的轨道上，根据不同能级排列。

根据量子力学理论，电子的位置是不确定的，只能给出概率分布。

因此，电子云模型认为电子不是沿着确定轨道运动的，而是以一定概率分布在原子核周围。

原子物理知识点原子物理是研究原子的结构、性质和相互作用的物理学分支。

它对于理解物质的本质、微观世界的规律以及现代科技的发展都具有极其重要的意义。

下面让我们一起来了解一些关键的原子物理知识点。

首先，我们来谈谈原子的结构。

原子由位于中心的原子核以及围绕原子核运动的电子组成。

原子核带正电荷，由质子和中子构成，而电子带负电荷。

质子的数量决定了原子的元素种类，称为原子序数。

原子的大小通常以埃（Å）为单位来衡量。

原子核的直径约为 10^－15 米到 10^－14 米，而整个原子的直径约为 10^－10 米。

这意味着原子核只占据了原子体积的极小一部分，但却集中了几乎所有的原子质量。

电子在原子核外的分布遵循一定的规律。

根据玻尔的原子模型，电子只能在特定的轨道上运动，这些轨道具有不同的能量。

当电子从一个能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，会释放出光子，其能量等于两个轨道的能量差。

这一现象被称为原子的能级跃迁。

原子的能级是量子化的，也就是说，能量只能取特定的离散值。

这种量子化的特性是原子物理的一个重要特点。

接下来，我们说一说原子核。

原子核内的质子和中子通过强相互作用结合在一起。

这种相互作用非常强大，但作用范围很短。

放射性是原子核的一个重要现象。

某些原子核会自发地发生衰变，释放出粒子和能量。

常见的放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变会释放出一个α粒子（由两个质子和两个中子组成），β衰变会释放出一个电子或正电子，而γ衰变则会释放出高能γ光子。

原子核的稳定性取决于质子和中子的数量以及它们之间的比例。

一般来说，质子数和中子数大致相等的原子核比较稳定，但也有一些特殊的规律。

在原子物理中，还有一个重要的概念是物质波。

根据德布罗意的假设，不仅光子具有波粒二象性，实物粒子（如电子）也具有波动性。

这一观点对于理解微观粒子的行为具有重要意义。

电子的波动性可以通过电子衍射实验来验证。

当电子束通过晶体等障碍物时，会产生类似于光波衍射的现象，表明电子具有波动性。

高中物理必修——原子物理基础篇在高中物理教学中，原子物理是必修知识之一。

原子物理的研究对象就是原子，原子是构成物质的基本单位，因此原子物理也就是物理学中非常重要的一门学科。

那么，在学习原子物理的基础篇时，我们需要了解哪些内容呢？1. 原子结构首先，我们需要了解原子的基本结构。

经过科学家们的研究，原子模型目前采用的是波尔-卢瑟福模型。

该模型认为，原子由原子核和围绕核的电子云组成。

原子核由质子和中子组成，而电子云中则存在着电子，电子数目等于原子核中质子的数目。

在原子结构中，带电粒子的作用占据了主导地位，而中性粒子则没有了相对主要的地位。

2. 原子的性质原子作为基本物质单位，其性质也十分复杂。

原子的性质包括原子的化学性质和物理性质。

原子的化学性质主要与原子的原子数、电子云的结构和芳香度等相关。

原子的物理性质包括原子的质量、半径、密度、热导率等。

这些物理量的实验测量及理论计算对于研究原子的结构和性质都是十分重要的。

3. 原子核物理原子核是原子中的核心部分，占据着原子内部的主导地位。

原子核由质子和中子组成，也因此带正电荷。

原子核物理的研究内容涉及核结构、核变态、核反应及核能等。

人们不断地探索原子核物理方面的规律，以推动核能和核技术的发展。

4. 分子物理分子物理是指从物理学的角度来研究分子的结构及其性质。

分子是由原子或者其他分子组成的，分子物理主要是采用量子力学的方法来分析分子的结构和性质。

分子间的相互作用和分子结构的形式对于分子物理的研究十分重要。

5. 原子和分子的物理过程原子和分子的物理过程既包括起源和演化过程，也包括各种物理过程的研究。

每个物理过程都涉及到各种各样的物质状态和相互作用。

从能量转移到相变、电子变化等不同的物理过程都是我们需要掌握的。

总的来说，在高中物理学习中，原子物理是非常重要的一部分。

在了解原子结构、原子核物理、分子物理和原子和分子的物理过程的基础上，我们就能够更好地理解物质的基本成分和行为规律。

原子物理知识点归纳原子物理是物理学中的一个重要分支，研究原子的结构、性质及其相互作用规律。

以下是原子物理的一些重要知识点的归纳：1.原子结构：原子由原子核和围绕核运动的电子组成。

原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

电子带负电，数量与质子数相等，使得原子整体是电中性的。

2. 原子质量和原子量：原子质量是指原子核中质子和中子的质量总和，通常用原子质量单位（amu）表示。

原子量则是相对原子质量，以碳-12的原子质量为标准。

原子质量和原子量之间的转换关系是：1原子质量单位≈1.66×10^-27千克，1原子量≈1克/摩尔。

3.原子核：原子核是原子的中心部分，其中包含质子和中子。

质子数决定了元素的性质和种类，称为原子序数。

中子数可以不同，同一个元素的不同同位素就是由不同中子数的原子核组成。

4.元素周期表：元素周期表是将所有已知元素按照原子序数和化学性质分类整理的一张表。

周期表的列称为周期，行称为族。

周期表的结构反映了元素的原子结构和化学性质的周期性变化规律。

5.原子能级和电子轨道：原子中的电子在不同的能级上运动，能级和能量成正比，越靠近原子核的能级能量越低。

每个能级可以容纳一定数量的电子，按照能级的不同，电子沿着不同的轨道运动。

6.量子力学：原子物理学的理论基础是量子力学。

量子力学描述了微观粒子的行为和相互作用规律。

它引入了概率性的概念，用波函数来描述粒子的状态和运动。

7.波粒二象性：量子力学中，粒子既可以表现为粒子的特点，也可以表现为波动的特点，称为波粒二象性。

波粒二象性的实验证据包括电子衍射和干涉现象。

8.光谱学：光谱学研究物质与光的相互作用。

原子的光谱是由原子吸收或发射特定波长的光所产生的。

不同元素有不同的光谱，通过分析光谱可以得到元素的信息。

9.原子核稳定性：原子核的稳定性与质子数和中子数的比例有关，只有在一定的比例下，原子核才是稳定的。

质子数和中子数都过多或者过少都会导致原子核不稳定，易发生衰变。