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高中物理现代物理辅导.doc

高中物理现代物理辅导 原子物理包括两大部分内容；原子结构和原子核结构。前者研究原子核外电子的分布及跃迁规律，后者研究核的组成及其变化规律。 一、重要概念和规律 1．原子核式结构学说（1909年。卢瑟福）
    实验基础   α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔，发现绝大多数α粒子按原方向前进，少数α粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回．基本内容  在原子中心有一个带正电的核（半径约10^-15～10^-14m），集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转（原子半径约10^-10m）。困难问题  按经典理论，电子绕核旋转将辐射电磁波，能量会逐渐减小，电子运行的轨道半径不断变小，大量原子发出的光谱应该是连续光谱。 2．玻尔理论（1913年。玻尔）  实验基础 氢光谱规律的研究。  基本内容（三点假设）（1）原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态（定态），其总能量En（包括动能和电势能）与基态总能量量的关系为En=E₁/n²（n＝1、2、3……）。（2）原子在两个定态之间跃迁时，将辐射（或吸收）一定频率时光子；光子的能量为hν=E_初-E_终 。（3）电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径r_n=n²r₁基态轨道半径r₁。（n=1、2、3……）。困难问题 无法解释复杂原子的光谱． 3. 放射现象（1896年．贝克勒尔） 三种射线 （1）α射线   氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。 （2）β射线   高速电子流。v≈c。贯穿本领强，电离作用弱。 （3）γ射线   波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强，电离作用很弱。 衰变规律   遵循电量、质量（和能量）守恒。 α衰变、β衰变、γ衰变（γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的）。 半衰期  放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定．跟原子所处的物理状态或化学状态无关． 4．原子核的组成 实验基础 （1）质子发现（1919年，卢瑟福）   ¹⁴₇N + ₂⁴He → ₈¹⁷O + ₁¹H （2）中子发现（1932年，查德威克）   ₄⁹Be + He → ₆¹²C + ₀¹n 基本内容  原子核由质子和中子（统称核子）组成．原子核的质量数等于质子数与中子数之和．原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。 5．放射性同位素   质子数相同、中子数不同，具有放射性的原子。 实验基础   用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷（1934年，约里奥·居里夫妇）。 基本应用 （1）利用射线的贯穿本领、电离作用或对生物组织的物理、化学效应。 （2）做为示踪原子。 6. 核能 质量亏损  组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差．
质能方程  E=mc²
核反应能  △E=△mc² 二、重要研究方法 1．实践一理论一实践     从实践（实验）出发，提出理论，再经过实践的检验或进行新的实践一进一步发展理论。例如，通过对气体放电现在、阴极射线的研究．生发现电子（1897年），提出原子结构的汤姆生模型。由于卢瑟福。粒子的散射实验，进一步发展成卢瑟福模型。通过对氢原子明线光谱的研究。又提出了玻尔理论等。在原子物理中，非常鲜明地贯穿着辩证唯物主义认识论的这一基本思想方法。复习中也应以此为线索，把握全章的知识结构。 2. 守恒规律的应用     质量守恒、电荷守恒、能量守恒、动量守恒等自然界中的基本规律在原子物理中都得到全面的体现．复习中应紧紧把握这些守恒规律

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