专题波粒二象性原子核

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1、专题20波粒二象性原子结构和原子核一知识点总结与提炼.一、 量子论初步 光电效应⑴在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。（右图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电。）⑵光电效应的规律。①各种金属都存在极限频率ν0，只有ν≥ν0才能发生光电效应；②瞬时性（光电子的产生不超过10-9s）。⑶爱因斯坦的光子说。光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率ν成正比：E=hν注意：光电效应与电磁波动理论的矛盾有：ⅰ光子能量与频率有关，与振幅无

2、关.  ⅱ电子吸收光子的能量瞬间完成，不需要时间积累. ，hv是一个光子的能量，电子吸收这份能量后，使自己的能量达到逸出金属所需的能量，不需要时间的积累，即光电子的发射是瞬时的] 光子说：普朗克提出电磁波动的能量是不连续的，爱因斯坦提出在空间传播的光也不是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，有nn(×=hE表光的频率h为普朗克常量，其值为6.63×sJ/1034-） ⑷爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν--W（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服

3、正电荷引力所做的功。）光的波粒二象性（1.）光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子；因此现代物理学认为：光具有波粒二象性。（2.）正确理解波粒二象性-----波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。⑵ν高的光子容易表现出粒子性；ν低的光子容易表现出波动性。⑶光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发

4、生作用时往往表现为粒子性。⑷由光子的能量E=hν，光子的动量表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出：E=pc。二、核式结构和能级1．原子的核式结构学说⑴汤姆生原子模型：它发现电子，表明电子是原子的组成部分。它认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子镶嵌在原子里。⑵α散射实验：卢瑟福用α粒子轰击金箔，绝大多数穿过后仍沿原方向运动，少数发生较大偏转，极少数发生大角度偏

5、转。⑶核式结构学说：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核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。⑷用核式结构学说解释α散射：因核很小，大多数α粒子（带正电）穿过原子时，离核较远，受到的库仑力很小，运动方向改变很小，由于核的电量大，质量大，极少数α粒与核十分接近时，所受库仑力很大，发生大角度偏转。2．氢原子的能级结构⑴能级：原子在各状态的能量值。①轨道量子化：电子绕核运动的轨道是不连续的。②能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，原子能量也是量子化的。

6、③基态和激发态：原子能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。电离：使电子摆脱它与原子核间库仑力的束缚。原子电离后的能量比它处于各种状态时的能量都要高。⑵光子的发射和吸收：①跃迁：原子处于较高能级时自发地向较低能级变化的过程。原子处于基态时最稳定。②放出和吸收能量：原子从较高能级向较低能级跃迁时放出一定频率的光子，原子吸收一定频率的光子后从较低能级向较高能级跃迁。hν＝Em－En(m＞n)原子在两个能级间跃迁，如果它是用吸收光子的方式进行，则只有光子的能量等于两个能级之差时才能进行，如用电子碰撞原子，

7、则只要电子的动能大小或等于两个能级之差时都可能进行。如果要使它电离，则只要光子或电子的能量大小或等于它此时的电离能都可以进行。⑶用玻尔理论解释氢光谱：原子从较高能级跃迁到较低能级所辐射的光子能量等于前后两个能级之差，由于它们的能级不连续，所辐射的光子能量也不连续，因此光谱上光波频率只有若干个分立的值。按玻尔理论计算的氢光谱中谱线位置与实际观测结果符合。原子的结构不同，能级也不相同，它们跃迁所辐射的光子的频率不同，有各自的特征谱线。3．氢原子中的电子云核外电子实际上并没有一定的确定轨迹，它在核不同地方

8、出现的概率大小不同。如用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，可形象地称做电子云。原子处于不同能级时，电子在各处出现的概率不同。三、核反应1．天然放射现象⑴天然放射现象：贝克勒耳发现放射性，居里夫妇发现钋和镭。天然放射现象的发现，开始了人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律。原子序数>83的所有天然存在的元素都具有天然的放射性，原子序数<83的天然存在的元素，也有一些具有放射性。⑵放射线的性质：①α射线是氦核，速度是光速的十分之一，贯穿本领小，电离本领强；②β射