第19章原子核章末提升

1、1一、原子的核式結(jié)構(gòu)一、原子的核式結(jié)構(gòu)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果及由此建立的學(xué)說：1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進(jìn)；少數(shù)α粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到180.2核式結(jié)構(gòu)學(xué)說：在原子的中心有一個很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)3該部分主要考查核式結(jié)構(gòu)理論的建立過程，電子繞原子核轉(zhuǎn)動中有關(guān)能量、加速度等問題【例1】關(guān)于α粒子散射實(shí)

2、驗(yàn)，下列說法正確的是()A在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至被彈回B使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶正電的核及核外電子，當(dāng)α粒子接近核時是核的斥力使α粒子偏轉(zhuǎn)，當(dāng)α粒子接近電子時是電子的吸引力使之偏轉(zhuǎn)C實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分D實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和原子的全部質(zhì)量【對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練】1(2014煙臺

3、高二檢測)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，這些α粒子()A一直受到重金屬原子核的斥力作用B動能不斷減小C電勢能不斷增大D出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)是與電子碰撞的結(jié)果二、原子躍遷的規(guī)律和條件二、原子躍遷的規(guī)律和條件1.原子躍遷條件：hν＝E初－E終適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況，對于光子和原子作用而使原子電離和實(shí)物粒子作用而使原子激發(fā)的情況，則不受條件的限制，這是因?yàn)椋右坏╇婋x，原子結(jié)構(gòu)即被破壞，因而不再遵守有

4、關(guān)原子結(jié)構(gòu)的理論基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV，只要大于或等于13.6eV的光子都能使基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動能越大至于實(shí)物粒子和原子碰撞情況，由于實(shí)物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態(tài)2譜線條數(shù)的計算公式：N＝k?k－1?2注意一群氫原子和一個氫原子的區(qū)別例如一群處于量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，能發(fā)出6條不同頻率的譜線(如圖18

5、1所示)；而一個處于量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時最多可能發(fā)出3種頻率的譜線(如圖182所示)圖181圖1823能級躍遷的幾個問題原子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，放出能量后從高能級躍遷到低能級，不論是哪一種躍遷都要注意以下幾個方面的問題：(1)一群原子和一個原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的

6、氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了(2)躍遷與電離根據(jù)玻爾理論，當(dāng)原子從低能態(tài)向高能態(tài)躍遷時，必須吸收光子才能實(shí)現(xiàn)相反，當(dāng)原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時，必須輻射光子才能實(shí)現(xiàn)，不管是吸收光子還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個能級的能量差欲想把處于某一定態(tài)的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量如使氫原子從n＝1的基態(tài)上升到n＝∞的狀態(tài)，這個能量的大小至少為13.6eV.3Al＋He―→P＋n2713423015

7、10人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)約里奧－居里夫婦P―→Si＋e3015301401正電子的發(fā)現(xiàn)(1934年)約里奧－居里夫婦U＋n―→Sr＋54Xe＋10nU＋n―→2359210903813610235921014456Ba＋Kr＋3n893610重核的裂變H＋H―→He＋n21314210輕核的聚變3.確定衰變次數(shù)的方法方法一：設(shè)放射性元素X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則表示該AZA′Z′核反應(yīng)的方程為：X―→Y＋n

8、He＋me.AZA′Z′420－1根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.方法二：確定衰變次數(shù)，因?yàn)棣滤プ儗|(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)[例1]北京奧組委接受專家建議，為成功舉辦一屆“綠色奧運(yùn)”，場館周圍80%～90%的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會90%的洗浴熱水將采用全玻璃真空太陽能集熱技術(shù)太陽能是由太陽內(nèi)部熱核聚變反應(yīng)形成的，其核反應(yīng)主要是()A.

9、H＋H―→He＋nB.N＋He―→O＋H31214210147421781C.U＋n―→Xe＋Sr＋10nD.U―→90Th＋He2359210136549038102389223442[對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練]1(多選)(2014蘇州檢測)天然放射性元素Th(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后，23290變成Pb(鉛)下列判斷中正確的是()20882A鉛核比釷核少24個中子B鉛核比釷核少8個質(zhì)子C衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變D衰變過程

10、中共有6次α衰變和4次β衰變二、放射性元素半衰期的特點(diǎn)及應(yīng)用二、放射性元素半衰期的特點(diǎn)及應(yīng)用1.放射性元素的半衰期只由元素本身的性質(zhì)決定，與外界條件無關(guān)2應(yīng)用放射性元素半衰期可計算剩余核數(shù)、剩余質(zhì)量和確定時間(1)剩余核數(shù)：N＝N0().(2)剩余質(zhì)量：m＝m0().12tT12tT[例2](多選)(2013南京高二檢測)日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時會發(fā)出β射線與γ射線，碘131被人攝入后

11、，會危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識，說法正確的是()A人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢B碘131的半衰期為8.3天，則4個碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個原子核Cβ射線與γ射線都是電磁波，但γ射線穿透本領(lǐng)比β射線強(qiáng)D碘131發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的[對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練]2鈾238的半衰期是4.5109年，假設(shè)一塊礦石中含有2kg鈾238，求：(1)經(jīng)過45

12、億年后還剩下多少鈾238；假設(shè)發(fā)生衰變的鈾238均變成了鉛206，則此礦石中含有多少鉛？(2)若測出某塊礦石中的鈾、鉛含量比為119∶309，求此礦石的年齡[對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練]3為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變8107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫取出1m3的水，并測得每分鐘衰變10次，求水庫的存水量為多少？三、磁場中的衰變及其相關(guān)問題三、磁場中的衰變及其相關(guān)問題[例3]在勻