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1第2讲：原子结构一、复习目标：1.复习回顾α粒子散射实验现象，氢原子光谱。
2.了解人类探索原子及其结构的历史。
知道原子的核式结构模型。
通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。
二、基础知识梳理（阅读课本P78-P92页）1. 氢原子光谱1.α粒子散射实验装置的示意图如图所示,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,下列说法不正确．．．的是()。
A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少2. 玻尔理论2.处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有()。
A.1种B.2种C.3种D.4种三、考点分析考点1、α粒子散射实验与原子的核式结构模型1.α粒子散射实验用金做“靶子”的原因:(1)金原子核电荷Q=79e,对α 粒子有库仑力作用。
(2)金原子核比α 粒子质量大很多, α 粒子不会使金原子核发生明显运动。
(3)金的延展性好,可制成很薄的箔,能减小α 粒子与金原子核发生二次碰撞的概率。
2.α粒子散射实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。
例1.20世纪初,物理学家卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔的实验装置如图所示。
实验发现,α粒子穿过金箔后只有极少数发生了大角度偏转,此现象说明()。
A.原子不显电性B.原子核由质子和中子组成C.电子占原子质量小部分但体积大、带负电D.原子核占原子质量绝大部分且体积小、带正电变式1. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
题图是α粒子散射实验的图景。
图中实线表示α粒子的运动轨迹。
其中沿轨迹2运动的α粒子在b点时距原子核最近。
下列说法中不正确．．．的是()。
A.绝大多数α粒子运动的轨迹类似轨迹1,说明原子中绝大部分是空的B.发生超过90°大角度偏转的α粒子是极少数的C.沿轨迹2运动的α粒子的加速度先增大后减小D.沿轨迹2运动的α粒子的电势能先减小后增大考点2、对玻尔原子理论的理解例2. 关于玻尔的原子模型,下列说法正确的是()。
第4课时原子结构与原子核【考纲解读】1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱2掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题3掌握原子核的衰变、半衰期等知识4会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题.【知识要点】考点一原子结构与a粒子散射实验1. a粒子散射实验的结果“輒了秋射艮養的井析图绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但—a粒子发生了大角度偏转，极少数a粒子的偏转超过了90°,有的甚至被撞了回来，如图1所示.2 •卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫______ ，原子的所有正电荷和几乎 ________ 都集中在原子核里，带负电的_______ 在核外绕核旋转.考点二玻尔理论的理解与计算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屮EZ f 决定，即hv =E m-氐(h是普朗克常量，h = 6.63 X 10一34 J • s) 丄⑴3. 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) 氢原子的能级图(2) 氢原子的能级和轨道半径1①氢原子的能级公式：E n= n,2E i(n = 1,2,3，…)，其中E i为基态能量，其数值为 E =—13.6 eV.②氢原子的半径公式：n2r i(n = 1,2,3 ,…),其中r i为基态半径，又称玻尔半径，其数值为"=0.53 X 10—10 m.考点三原子核的衰变1 .原子核的衰变(1)原子核放出a粒子或B粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.⑵分类a衰变：4匸：Y+ ：HeB 衰变：Z X^Z+ 1Y+ —1e2. 三种射线的成分和性质3. 对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式1 t 1 tN余=N原,口余=m原;;—2 T 2 T式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期.⑵影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，与原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.考点四核反应类型及核反应方程2 •利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算.【典型例题】例1.卢瑟福和他的助手做a粒子散射实验，获得了重要发现：关于a粒子散射实验的结果，下列说法中正确的是（）1 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接.⑵根据A E=A mx 931.5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Am的单位是“ u”，AE的单位是“ MeV .考点五核力与核能的计算1 •应用质能方程解题的流程图书写核反应方程一计算质量亏损△ m^利用△ E=A mc2 3计算释放的核能(1)根据A E=A mc2计算，计算时Am的单位是“ kg”，c的单位是“ m/s”，AE的单位是“ J”.A. 证明了质子的存在B. 证明了原子核是由质子和中子组成的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例2.氢原子处于基态时，原子能量日=—13.6 eV,已知电子电量为e,电子质量为m氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r i，已知氢原子各定态能量与基态能量、E i之间关系为E n= ~2，式中n= 2、3、4、5 .......n（1）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，处于基态的氢原子核外电子运动的等效电流多大？（用K，e，r 1，m表示）⑵若氢原子处于n = 2的定态，求该氢原子的电离能.例3.（1）232Th（钍）经过一系列a衰变和B衰变，变成2828Pb（铅）.以下说法中正确的是（）A. 铅核比钍核少8个质子 B .铅核比钍核少16个中子C. 共经过4次a衰变和6次B衰变D .共经过6次a衰变和4次B衰变（2）约里奥-居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素30P衰变成10Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是__________ .例4 .铀核裂变有多种形式，其中一种的核反应方程是235U+ 0n T1561Ba+ 36Kr + 3；n.（）（1）试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量.（23592U ^Ba 92Kr、0n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9u、91.897 3 u、1.008 7 u、1 u 相当于931 MeV）（2） 1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能？它相当于燃烧多少煤释放的能量？（煤的热值为2.94 x 107 J/kg）【拓展训练】1. ［a粒子散射现象分析］在卢瑟福a粒子散射实验中，有少数a粒子发生了大角度偏转，其原因是（）A. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B. 正电荷在原子内是均匀分布的C. 原子中存在着带负电的电子D. 原子只能处于一系列不连续的能量状态中2. ［能级跃迁的理解］用频率为v 0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v 1、v 2、v 3的3条谱线，且v 3>v 2>v 1,则（）A.v 0 Vv 1B.v 3=v 2+v 11 1 1C.v 0 =v 1+v 2 +v 3D. = +v 1 v 2 v 33. ［对原子核衰变的理解］2020年5月10日南京发生放射铱—192丢失事件，铱—192化学符号是Ir，原子序数是77,半衰期为74天，铱—192通过B衰变放出丫射线，丫射线可以穿透10〜100 mm厚钢板.设衰变产生的新核用X表示，写出铱—192的衰变方程__________________ ;若现有1 g铱—192经过148天有___________ g铱—192发生衰变.4. ［核反应方程的书写］原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源.当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量.这几种反应的总效果可以表示为61HHk；He+ d1H+ 20n + 43.15 MeV由平衡条件可知（）A. k = 1，d = 4 B . k = 2，d = 2C. k = 1，d = 6 D . k = 2，d = 35. ［核能的计算］已知氦原子的质量为M e U，电子的质量为mu，质子的质量为mu，中子的质量为m u，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E= mC可知：1 u 对应于931.5 MeV的能量，若取光速c = 3X 108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为（）A. ［2（m p + m）—M He］X 931.5 MeVB. ［2（m P+ m+ m）—M e］X 931.5 MeV2C. [2(m P+ m+ m e) —M He] •c J2D. [2(m p+ m) —M He]・c J6. (2020 •新课标I・35(1))关于天然放射性，下列说法正确的是_____________ .A. 所有元素都可能发生衰变B. 放射性元素的半衰期与外界的温度无关C•放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.a、B和丫三种射线中，丫射线的穿透能力最强(2) 核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程.(3) 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒.。
原子物理2．3．二、例题精讲4． (多选)下列说法正确的是( )A.汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕模型”B.卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转C.α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D.卢瑟福提出了原子核式结构模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因5．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图所示为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6． (多选)氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是（）A．两次跃迁原子的能量增加相等B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量7．如图所示为某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是（）8．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少9．如图3为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是( )A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应三、自我检测10．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（）11．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12．（多选）卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是（）A. 解释α粒子散射现象B. 用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小C. 结合经典电磁理论，解释原子的稳定性D. 结合经典电磁理论，解释氢原子光谱13．(多选)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是（）A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收14．（多选）如图所为氢原子的能级图．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）A. 氢原子可以辐射出连续的各种波长的光B. 氢原子可辐射出10种不同波长的光C. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射光的波长最短D. 辐射光中，光子能量为0.31eV的光波长最长E. 用光子能量为14.2eV的光照射基态的氢原子，能够使其电离15．处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．1种 B．2种 C．3种 D．4种16．（多选）欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（）A. 用10.2eV的光子照射B. 用11eV的光子照射C. 用14eV的光子照射D. 用11eV的电子碰撞17．(多选)氢原子能级如图3－6，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm。
高三物理一轮复习全套教案完整版一、教学内容1. 力学：牛顿运动定律、曲线运动、万有引力、动量守恒。
2. 电磁学：电场、磁场、电磁感应、交流电。
3. 光学：光的传播、光的反射、光的折射、光的波动。
4. 热学：内能、热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论。
5. 原子物理：原子结构、原子光谱、量子力学初步、核物理。
二、教学目标1. 理解和掌握物理基本概念、基本定律，形成完整的知识体系。
2. 培养学生的科学思维、问题解决能力和创新意识。
3. 提高学生运用物理知识解决实际问题的能力，为高考做好充分准备。
三、教学难点与重点教学难点：电磁学、光学、量子力学初步。
教学重点：力学、热学、原子物理。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体设备、实验器材、模型。
2. 学具：笔记本、教材、练习册。
五、教学过程1. 引入：通过生活实例、实验现象、问题探讨等方式引入新课。
2. 知识回顾：对上节课的内容进行回顾，巩固基础知识。
3. 新课讲解：详细讲解各章节知识点，结合例题进行分析。
4. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。
6. 答疑解惑：解答学生在学习过程中遇到的问题。
7. 课后作业：布置课后作业，加强学生对知识点的掌握。
六、板书设计1. 知识点。
2. 重点、难点提示。
3. 例题及解题步骤。
4. 课堂小结。
七、作业设计1. 作业题目：（1）力学：计算题、选择题、填空题。
（2）电磁学：计算题、选择题、填空题。
（3）光学：选择题、填空题。
（4）热学：计算题、选择题、填空题。
（5）原子物理：选择题、填空题。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：（1）推荐相关书籍、文章，拓展学生知识面。
（2）布置研究性学习任务，培养学生的探究能力。
（3）组织物理竞赛、讲座等活动，激发学生学习兴趣。
重点和难点解析1. 教学内容的章节和详细内容；2. 教学目标的具体制定；3. 教学难点与重点的划分；4. 教学过程中的新课讲解和随堂练习；5. 作业设计中的题目和答案；6. 课后反思及拓展延伸的实施。
第2讲原子结构与原子核ZHI SHISHU LI ZI CE GONG GU知识梳理·自测巩固一、原子结构光谱和能级跃迁知识点1原子的核式结构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：观察上面两幅图，完成以下空格：(1）1909～1911年，英国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。
（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”。
（3)原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的__几乎全部质量和全部正电荷__都集中在原子核里，带负电的电子在__核外空间运动__。
知识点2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，其波长公式错误!＝R(错误!－__错误!__）（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。
知识点3玻尔理论能级1．玻尔的三条假设(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。
高考物理一轮复习《原子结构》专题讲义[考点梳理]【考点一】阴极射线1.辉光放电现象（1）定义：放电管中若有气体，在放电管两级加上高电压可看到辉光放电现象。
但若管内气体非常稀薄即接近真空时，不能使气体，辉光放电现象消失。
（2）应用：如利用其发光效应制成的、，以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的。
2.阴极射线的产生如图所示，在研究0.1pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两级，当两级间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，称为。
在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体，当管中的气压降到0.1pa的时候，管内已接近真空，不能使气体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光，如果在管中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字阴影。
3.阴极射线的特点在真空中；碰到荧光物质能使其；本质上是。
4.判断阴极射线电性的方法阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。
（1）粒子在电场中运动如图1所示。
带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)。
带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带电。
（2）粒子在磁场中运动，如图2所示。
粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性。
不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带电。
5.电子的发现（1）实验：英国物理学家在研究阴极射线时的实验装置如图所示，从阴极K发射出的带电粒子通过阳极A和小孔A’形成一束细射线，它穿过两片平行的金属板，到达右端带有标尺的荧光屏上，通过射线产生的荧光屏位置断定，它的本质是。
（2）意义：拉开了人们研究的序幕。
[典例1]关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )A.阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线[典例2]如图所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B到A，则该射线的本质为( )A.电磁波B.带正电的高速粒子流C.带负电的高速粒子流D.不带电的高速中性粒子流【考点二】密里根“油滴实验”1.实验原理实验过程及原理：装置如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场E中。
第73课时原子结构与原子核(双基落实课)点点通(一)原子的核式结构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．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)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。
(2)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。
[小题练通]1．(粤教教材原题)如图的4个选项中，O点表示某原子核的位置，曲线ab和cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是()解析：选Dα粒子经过原子核时受原子核的库仑斥力，离原子核越近斥力作用越强，由此判断，D正确。
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点解析：选Cα粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同。
带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向曲线的凹侧，故只有选项C正确。
[融会贯通](1)根据α粒子散射的现象可以得出原子的核式结构模型。
(2)少数α粒子发生大角度偏转是由于经过原子核附近时受到了较强的作用力。
(3)原子核与α粒子之间的作用力为库仑斥力，距离越近，斥力越强。
点点通(二)能级跃迁1．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：氢原子光谱是线状光谱，巴耳末系谱线的波长满足1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
高考物理一轮复习《原子核》专题讲义[考点梳理]【考点一】原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。
（2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。
2.射线的本质（1）三种射线种类α射线β射线γ射线来源原子核内组成氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e -e 0质量4m p,m p=1.67×10-27 kg静止质量为零速度0.1c 0.99c c(光速)在电磁场中偏转与α射线的偏转方向相反不偏转穿透本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱（2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。
3.放射性同位素的应用与防护a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。
b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。
c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。
4.原子核的组成（1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。
质子和中子统称为核子。
（2）电荷数和质量数①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。
②质量数(A)=核子数= 数+ 数。
注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。
（3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。
[典例1]在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究。
如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线【考点二】放射性元素的衰变1.原子核的衰变（1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理教学目标1．使学生加强明白得把握在卢瑟福核式结构学讲基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子依照能级〔轨道〕定态跃迁知识解决相关咨询题。
2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，专门是加强从能量转化守恒观点动身分析解决咨询题的能力。
3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依靠于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探究。
从而培养学生的科学态度与探究精神。
4．把握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。
明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并把握其应用——获得核能的途径〔裂变、聚变〕。
教学重点、难点分析1．卢瑟福的核式结构学讲与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。
学生在明白得把握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区不与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的明白得认识不够透彻，以致分析解决相关咨询题时易混易错。
2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。
3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是开释原子核能的重要理论依据。
在无光子辐射的情形下，核反应中开释的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情形可用动量守恒与能量守恒运算核能。
教学过程设计 一、原子模型1．汤姆生模型〔枣糕模型〕1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发觉了电子。
电子的发觉讲明原子是可分的。
2．卢瑟福的核式结构模型〔行星式模型〕α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后差不多上仍沿原先的方向前进，然而有少数α粒子发生了较大的偏转。
这讲明原子的正电荷和质量一定集中在一个专门小的核上。
1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个专门小的核，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。
2020高三物理一轮复习学案：原子物理教学目标1．使学生加强理解掌握在卢瑟福核式结构学说基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子根据能级（轨道）定态跃迁知识解决相关问题。
2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，特别是加强从能量转化守恒观点出发分析解决问题的能力。
3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依赖于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探索。
从而培养学生的科学态度与探索精神。
4．掌握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。
明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并掌握其应用——获得核能的途径（裂变、聚变）。
教学重点、难点分析1．卢瑟福的核式结构学说与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。
学生在理解掌握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区别与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的理解认识不够透彻，以致分析解决相关问题时易混易错。
2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线（释放能量）。
3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是释放原子核能的重要理论依据。
在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情况可用动量守恒与能量守恒计算核能。
教学过程设计 一、原子模型1．汤姆生模型（枣糕模型）1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发现了电子。
电子的发现说明原子是可分的。
2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
1911年英国人卢瑟福由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。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。
3．玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数。
）1913年丹麦人玻尔提出“玻尔原子理论”，20世纪20年代，海森堡等科学家提出“量子力学的原子理论”。
（1）玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化r n =n 2r 1r 1=0.53×10-10m ②能量量子化：21n E E nE 1=-13.6e V③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=E m -E n（2）从高能级向低能级跃迁时释放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧；分子间的相互碰撞可以传递能量）。
原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。
（如在基态，可以吸收E ≥13.6e V 的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
（3）玻尔理论的局限性。
由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。
但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
【点拔2】对“一个卫星环绕地球”与“一个电子环绕氢原子核”卢瑟福结构模型进行类比分析。
地球引力场中的卫星所受地球的万有引力作为向心力。
r v m r mM G22=（h R r +=地）原子核（正电荷）电场中的电子受核的库仑引力作为向心力。
rv mr e k 222= （1）卫星、电子的环绕速度和动能与距离的关系：)(↓↑⇒=v r r GM v ，)(↓↑⇒=v r mrke v )(2↓↑⇒=k k E r rGmME ，)(22↓↑⇒=k kE r r ke E （2）若规定距地球和原子核无穷远时，卫星、电子势能为零：地球的卫星：重力势能E P =0、动能E k =0；地球系统总能量（机械能）=0 电子：电势能ε=0、动能E K =0；原子系统总能量=0 环行的卫星与电子的动能、势能、系统的总能量： 卫星要克服大气阻力做功，损耗机械能转化为内能； ↓E 总=E p ↓+E k ↑（E P 减少多，E k 增加少，E 总减少）环绕速度v 增大，高度h （r ）降低，沿螺旋线最终坠入大气层烧毁或溅落于地球上； 据经典电磁理论，速度变化的电子要辐射电磁波能量，使它总能量减少； ↓E 总=ε↓+E k ↑（ε减少多，E k 增加少，E 总减少）环绕速度v 增大，与核距离减小，辐射电磁波（光）的频率逐渐增大，（波长逐减）为生成连续光谱，沿螺旋线最终落于核上；（3）根据玻尔理论，氢原子的电子为什么最终不落在核上？为什么原子发光生成原子光谱？电子在某一定态轨道上虽有加速度，但不辐射电磁波能量，所以电子不会落到核上，原子是稳定的。
这是因为宏观的经典电磁理论并不适用于微观电子的运动。
氢原子定态能量的减少，是由于高能级的激发态向低能级定态或基态跃迁，辐射一定能量光子造成。
由于各定态有确定能量差，所以能生成有确定光子能量（h v ）或确定光波频率（v ）、波长（vc=λ）的明线光谱或吸收光谱。
【例题1】氢原子基态能量E 1=-13.6eV ，电子绕核运动半径r 1=0.53×10-10m ．求氢原子处于n=4激发态时：（1）原子系统具有的能量？（2）电子在轨道上运动的动能？（3）电子具有的电势能？（4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效数字）？解：（1）eV E E 85.04214-==（2）因为1244r r =，42242r v m r e k=，所以eV r ke mv E k 85.032211224===。
（3）因为E 4=E k4+ε4，所以ε4=E 4-E k4=-0.85-0.85=-1.7e V 。
（4）最多有六种：从n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1。
能级差最小的是n=4→n=3，所辐射的光子能量为：(eV)66.034=-==∆E E h E ν， 最低频率：)Hz (106.114⨯=∆=hEν 〖思考〗已知氢原子基态能量E 1，氢原子在量子数为n 的激发态时，电子的动能和电势能各为多少？处于量子数为n 激发态的氢原子最多能辐射多少种频率的光谱线？学生讨论：021<=n E E n ，2ε==n kn E E ，n n E 2=ε，2)1(-=n n N 。
【例题2】用光子能量为E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。
停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h （ν1+ν2）；④h （ν1+ν2+ν3）以上表示式中A ．只有①③正确B ．只有②正确C ．只有②③正确D ．只有④正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。
根据玻尔理论应该有h ν3=E 3-E 1，h ν1=E 3-E 2，h ν2=E 2-E 1，可见h ν3=h ν1+h ν2=h （ν1+ν2），所以照射光子能量可以表示为②或③，答案选C 。
4．光谱和光谱分析（1）炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。
（2）稀薄气体发光形成线状谱（又叫明线光谱、原子光谱）。
根据玻尔理论，不同原子的结构不同，能级不同，可能辐射的光子就有不同的波长。
所以每种原子都有自己特定的线状谱，因此这些谱线也叫元素的特征谱线。
根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析。
这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。
只要某种元素在物质中的含量达到10-10g ，就可以从光谱中发现它的特征谱线。
二、天然放射现象 1．天然放射现象1896年法国人贝克勒尔首先发现了铀的放射性现象。
随后居里夫妇发现了有更强放射性的元素钋和镭。
天然放射现象的发现，说明原子核是可分的。
因为知道了三种射线的本质后，通过思考分析即能断定：α粒子的质量、电性与电量与原子核外电子大不相同；β射线中的电子能量远大于核外电子的能量；γ射线能量也大于核外层电子受激辐射的X 射线能量。
所以三种射线是由原子核发出的。
2放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线（释放能量）。
在某些特殊情况下，某些放射性元素只放出α或只放出β射线。
但任何情况下都不会只放出γ射线，γ射线只能伴随α或β射线放出。
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：如（1）、（2）图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；两图区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。
（3）图中γ肯定打在O 点；如果α也打在O 点，则β必打在O 点下方；如果β也打在O 点，则α必打在O 点下方。
【例题3】如图所示，铅盒A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有A ．打在图中A 、b 、c 三点的依次是α射线、γ射线和β射线B ．α射线和β射线的轨迹是抛物线C ．α射线和β射线的轨迹是圆弧D ．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b解：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧。
由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动（如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方。
）本题选AC 。
【例题4】如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的____射线对控制厚度起主要作用。
当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M 、N 两个轧辊间的距离调___一些。
解：α射线不能穿过3mm 厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm 厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响。
而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对控制厚度起主要作用。
若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调节得大些。
三、核反应 1．核反应类型（1）衰变：α衰变：He Y X M Z M Z 4242+→--（核内He n 2H 2421011→+）；如：e 422349023892H Th U +→β衰变：e Y X M Z M Z 011-++→（核内e H n 011110-+→）；如：e Pa Th 012349123490-+→+β衰变：e Y X M Z M Z 011+-+→（核内e n H 011011+→）；如：e Si P 0130143015+→γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。
