高中生物一輪復(fù)習(xí)教案

高考物理第一輪導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí):原子和原子核。

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
十八、原子和原子核（2）

【課題】原子核
【目標(biāo)】
1、了解天然放射現(xiàn)象，知道三種射線(xiàn)的本質(zhì)和特性，掌握核衰變的特點(diǎn)和規(guī)律；
2、知道原子核人工轉(zhuǎn)變的原理，了解質(zhì)子、中子和放射性同位素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
3、知道原子核的組成和核力的概念；理解核能的概念，知道獲得核能的兩種途徑。
【導(dǎo)入】
一、天然放射現(xiàn)象
1、發(fā)現(xiàn)過(guò)程：1896年貝克勤耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，從此，揭開(kāi)了人類(lèi)研究原于核結(jié)構(gòu)的序幕．居里夫婦對(duì)鈾和鈾的各種礦石的研究發(fā)現(xiàn)了釙和鐳．之后，人們通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)了原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素，都有放射性．原子序數(shù)小于83的天然存在的元素，有的也有放射性．放射出來(lái)的射線(xiàn)共有三種：α射線(xiàn)、β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)．
2、三種射線(xiàn)的本質(zhì)和特性
二、原子核的衰變
1、衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓?br> 2、衰變規(guī)律：α衰變X→Y+He；β衰變X→Y+e
3、α衰變和β衰變的實(shí)質(zhì)
4、γ射線(xiàn)：總是伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生的，不能單獨(dú)放出γ射線(xiàn)．γ射線(xiàn)不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)．實(shí)質(zhì)是元素在發(fā)生α衰變或β衰變時(shí)產(chǎn)生的某些新核由于具有過(guò)多的能量（核處于激發(fā)態(tài)），向低能級(jí)躍遷而輻射出光子．
5、半衰期
放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間，它是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不是一個(gè)原子發(fā)生衰變所需經(jīng)歷的時(shí)間．
決定因素：由原子核內(nèi)部的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)（如壓強(qiáng)、溫度等）或化學(xué)狀態(tài)（如單質(zhì)或化合物）無(wú)關(guān)．
四、原子核的人工轉(zhuǎn)變：
用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過(guò)程，其核反應(yīng)方程的一般形式為：
1、質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)：N+He→O+H；Be+He→C+n
2、放射性同位素和正電子的發(fā)現(xiàn)：1934年約里奧居里夫婦用a粒子轟擊鋁核產(chǎn)生一種新的放射性元素，此后人們認(rèn)識(shí)到放射性同位素可用人工核反應(yīng)制?。?br> Al+He→P+nP→Si+e
3、探測(cè)射線(xiàn)的方法：
（1）威耳遜云室；（2）氣泡室；（3）蓋革計(jì)數(shù)器等（見(jiàn)課本P73-74）
4、放射性同位素的應(yīng)用：
（1）利用它的射線(xiàn)；（2）做示蹤原子。（見(jiàn)課本P76-78）
五、核反應(yīng)
某種元素的原子核變?yōu)榱硪环N元素的原子核的過(guò)程叫做核反應(yīng)．常見(jiàn)的核反應(yīng)分為衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變等幾種類(lèi)型．
六、核力和核能
1、核力是核子之間的引力．核力與核子是否帶電無(wú)關(guān)；是一種強(qiáng)相互作用；也是一種近程力（當(dāng)兩個(gè)核子間距r＜2×10-15m時(shí)才發(fā)生作用）．只有相鄰的核子間才有核力作用．
2、核能．克服核力做功，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)吸收的能量，或若干個(gè)單個(gè)核子在核力作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量，叫原子核的結(jié)合能，簡(jiǎn)稱(chēng)核能．
例如H+n→H+△E（△E=2.22MeV）
2．核能的計(jì)算
根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2或△E=△mc2
3．獲得核能的兩種途徑：
（1）重核的裂變：重核分裂成兩個(gè)（或兩個(gè)以上）中等質(zhì)量核時(shí)要釋放能量，這種核反應(yīng)叫裂變．
鈾核裂變的反應(yīng)為：U+n→Xe+Sr+2n+217MeV
在一定條件下，如鈾塊大于臨界體積時(shí)，裂變反應(yīng)是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，會(huì)放出大量能量．原子彈爆炸是激烈的裂變反應(yīng)．秦山核電站和大亞灣核電站也是利用裂變反應(yīng)．
（2）輕核的聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的變化．
例如氘核和氚核聚合成氦核．H＋H→He＋n＋17.6MeV
【導(dǎo)研】
[例1]（1）如圖所示，a為未知的天然放射源，b為一張黑紙，C為水平放置的平行金屬板，板間有豎直方向較強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，d為熒光屏，e為固定不動(dòng)的顯微鏡筒．整個(gè)裝置放在真空中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將電場(chǎng)E撤去，從顯微鏡內(nèi)觀(guān)察到熒光屏上每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)沒(méi)有變化．如果再將黑紙b移開(kāi)，則從顯微鏡筒內(nèi)觀(guān)察到的每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)大為增加，由此可判定放射源a發(fā)出的射線(xiàn)為（）
A．β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)B．α射線(xiàn)和β射線(xiàn)
C．α射線(xiàn)和γ射線(xiàn)D．α射線(xiàn)和X射線(xiàn)
（2）如圖,在有小孔的鉛盤(pán)中，放有能連續(xù)放出α、β、γ三種射線(xiàn)的放射性元素，放出的三種射線(xiàn)都打在孔對(duì)面屏M上的A點(diǎn)．要使三種射線(xiàn)分開(kāi)，分別打在屏上的A、B、C三點(diǎn)（其中B到A的距離大于C到A的距離）可采取的措施是在屏與孔之間加上（）
A．重直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)
C．水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)D．水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)

[例2]镅(Am)是一種放射性元素，在其分裂過(guò)程中，會(huì)釋放出一種新的粒子，變成镎(NP)，由于放出的這種粒子很容易被空氣阻隔，因此不會(huì)對(duì)人體構(gòu)成任何的危害，火警的報(bào)警系統(tǒng)就是利用這種粒子作為報(bào)警的重要工具，這種粒子是（）
A．粒子B．質(zhì)子C．中子D．正電子jAB88.cOM

[例3]“軌道電子俘獲”也是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核（稱(chēng)為母核）俘獲一個(gè)核外電子，其內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱瑥亩兂梢粋€(gè)新核（稱(chēng)為子核），并且放出一個(gè)中微子的過(guò)程，中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難被探測(cè)到，人們最早是通過(guò)子核的反沖而間接證明中微子的存在的．關(guān)于一個(gè)靜止的母核發(fā)生“軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆樱旅娴恼f(shuō)法中正確的是（）
A．子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同B．母核的電荷數(shù)小于子核的電荷數(shù)
C．母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)D．子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能

[例4]對(duì)下列四個(gè)方程理解正確的是()
①；②
③④
A．方程①是衰變方程，其中X是β粒子
B．方程②是裂變方程，其中X是質(zhì)子，且釋放出核能
C．方程③是聚變方程，其中X是α粒子，且要吸收能量
D．方程④是人工核轉(zhuǎn)變方程，其中X是α粒子

[例5]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的（氦3）。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂掀鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為。關(guān)于聚變下列表述正確的是（）
A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核
C．聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā)電
[例6]在原子物理的研究中經(jīng)常用到核子平均結(jié)合能的概念，核子平均結(jié)合能是指質(zhì)子、中子結(jié)合成某原子核時(shí)每個(gè)核子放出核能的平均值。下圖為核子平均結(jié)合能與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖像．下列說(shuō)法中正確的是（）
A．某原子核的核子平均結(jié)合能大，則其核子的平均質(zhì)量小
B．某原子核的核子平均結(jié)合能大，則其核子的平均質(zhì)量大
C．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過(guò)程一定放出能量
D．若A能分裂成B、C，分裂過(guò)程一定吸收能量

【導(dǎo)練】
1、有關(guān)放射性元素半衰期的下列說(shuō)法中正確的是（）
A．放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間
B．放射性元素的原子核全部發(fā)生衰變所用的時(shí)間的一半
C．兩個(gè)原子核有一個(gè)原子核發(fā)生衰變所用的時(shí)間
D．做示蹤原子的物質(zhì)盡可能選用半衰期長(zhǎng)一些的放射性元素

2、（08重慶卷）放射性同位素釷232經(jīng)α、β衰變會(huì)生成氧，其衰變方程為
，其中（）
A．x＝1，y＝3B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1D．x＝3，y＝2

3、下面說(shuō)法中正確的是（）
A．（釷）經(jīng)過(guò)一系列的α和β衰變，成為，鉛核比釷核少12個(gè)中子
Ｂ．β衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子
Ｃ．γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)很短的電磁波，它的貫穿能力很大
Ｄ．利用γ射線(xiàn)的電離作用，可檢查金屬內(nèi)部有無(wú)砂眼或裂紋

4、（吉林省長(zhǎng)白縣20xx屆高三質(zhì)量檢測(cè)）（1）寫(xiě)出下列兩個(gè)核反應(yīng)的反應(yīng)方程
Al(鋁核)俘獲一個(gè)α粒子后放出一個(gè)中子.__________________________
α粒子轟擊N(氮核)放出一個(gè)質(zhì)子.__________________________
（2）質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑的水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)的墻原速?gòu)椈?，又與m1相碰，碰后兩球都靜止。求：第一次碰后m1球的速度.

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高考物理第一輪考綱知識(shí)復(fù)習(xí):原子原子核

第2章原子原子核
【考綱知識(shí)梳理】
一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型
1、湯姆生的“棗糕”模型
（1）1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開(kāi)了研究原子的序幕．
(2)“棗糕”模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在原子里．
2、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型1909～1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧琴福和他的助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
如圖所示，用α粒子轟擊金箔，由于金原子中的帶電微粒對(duì)α粒子有庫(kù)倉(cāng)力作用，一些α粒子穿過(guò)金箔后改變了運(yùn)動(dòng)方向，這種現(xiàn)象叫做α粒子散射.
熒光屏可以沿著圖中虛線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子數(shù)目.全部設(shè)備裝在真空中.
(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn).，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過(guò)900，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到1800．
(3)現(xiàn)象解釋?zhuān)?br> 認(rèn)為原子中的全部正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中到一個(gè)很小的核上，由于核很小，大部分α粒子穿過(guò)金箔時(shí)都離核很遠(yuǎn)，受到的庫(kù)侖力很小，它們的運(yùn)動(dòng)幾乎不受影響.只有少數(shù)α粒子從原子核附近飛過(guò)，明顯受到原子核的庫(kù)侖力而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn).
核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．
原子核所帶的單位正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個(gè)原子是呈電中性的．電子繞著核旋轉(zhuǎn)所需的向心力就是核對(duì)它的庫(kù)侖引力．
[說(shuō)明]核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是α粒子散射實(shí)驗(yàn)，原子核是多么小，原子內(nèi)部是多么“空”.
從α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，估計(jì)原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10-14m～10-15m，而原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-10m.
二、天然放射性現(xiàn)象
1．放射性現(xiàn)象：貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開(kāi)了人類(lèi)研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕．通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數(shù)小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來(lái)的射線(xiàn)共有三種：α射線(xiàn)、β射線(xiàn)、γ射線(xiàn)．
2、三種射線(xiàn)的本質(zhì)和特性比較
①α射線(xiàn)：是氦核(He)流，速度約為光速的十分之一，在空氣中射程幾厘米，貫穿本領(lǐng)小，電離作用強(qiáng).
②β射線(xiàn)：是高速的電子流，速度約為光速十分之幾，穿透本領(lǐng)較大，能穿透幾毫米的鋁板，電離作用較弱.
③γ射線(xiàn)：是高能光子流，波長(zhǎng)極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，能穿透幾厘米鉛板，電離作用小.
[說(shuō)明]放射性元素有的原子核放出α射線(xiàn)，有的放出β射線(xiàn)，多余的能量以γ光子的形式射出.
種類(lèi)本質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性
α射線(xiàn)氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住
β射線(xiàn)電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板
γ射線(xiàn)光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版
三種射線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：

3、原子核的衰變
定義：放射性元素的原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓Q(chēng)為衰變.
衰變規(guī)律：電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.
(1)α衰變的一般方程：→＋He每發(fā)生一次α衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)減小2，質(zhì)量數(shù)減少4．
α衰變的實(shí)質(zhì)：是某元素的原子核同時(shí)放出由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的粒子(即氦核)．(核內(nèi))
(2)β衰變的一般方程：→＋e．每發(fā)生一次β衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．
β衰變的實(shí)質(zhì)：是元素的原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成質(zhì)子時(shí)放射出一個(gè)電子．(核內(nèi))，+β衰變：
(3)γ射線(xiàn)是伴隨α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的、γ射線(xiàn)不改變?cè)雍说碾娦袛?shù)和質(zhì)量數(shù)．
γ射線(xiàn)實(shí)質(zhì):是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變時(shí),產(chǎn)生的某些新核由于具有過(guò)多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子．
三、氫原子能級(jí)及氫光譜
1、氫原子能級(jí)
氫原子的能級(jí)：原子各個(gè)定態(tài)的能量值叫做原子的能級(jí)。氫原子的能級(jí)公式為，對(duì)應(yīng)的軌道半徑關(guān)系式為：，其中n叫量子數(shù)，只能取正整數(shù)。n=1的狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)，氫原子基態(tài)的能量值。量子數(shù)n越大，動(dòng)能越小，勢(shì)能越大，總能量越大。
（1）能級(jí)公式：；該能量包括電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和電子與原子核組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能。
（2）半徑公式：
2、氫光譜
在氫光譜中，n=2，3，4，5，……向n=1躍遷發(fā)光形成賴(lài)曼線(xiàn)系；n=3，4，5，6向n=2躍進(jìn)遷發(fā)光形成馬爾末線(xiàn)系；n=4，5，6，7……向n=3躍遷發(fā)光形成帕邢線(xiàn)系；n=5，6，7，8……向n=4躍遷發(fā)光形成布喇開(kāi)線(xiàn)系，其中只有馬爾末線(xiàn)的前4條譜線(xiàn)落在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)。
3、光子的吸收與發(fā)射
原子從一種定態(tài)（能量為），躍遷到另一種定態(tài)（能量為），它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能級(jí)差決定：即。若，則輻射光子；若，則吸收光子。
能級(jí)躍遷：
使原子發(fā)生躍遷時(shí)，入射的若是光子，光子的能量必須恰好等于兩定態(tài)能級(jí)差；若入射的是電子，電子的能量須大于或等于兩個(gè)定態(tài)的能級(jí)差。
電離：
不論是光子還是電子使元子電離，只要光子或電子的能量大于兩能級(jí)差就可以使其電離。
四、重核的裂變與輕核的聚變
1．重核的裂變（原子彈、核電站的原理）
①所謂重核即為質(zhì)量數(shù)很大的原子核．裂變方程式例舉：
②重核俘獲一個(gè)中子后分裂為兩個(gè)或幾個(gè)中等質(zhì)量數(shù)的原子核的反應(yīng)過(guò)程叫重核的裂變。在裂變的同時(shí)，還會(huì)放出幾個(gè)中子和大量能量．
鈾235裂變時(shí)，同時(shí)放出2—3個(gè)中子，如果這些中子再引起其他鈾235核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，釋放越來(lái)越多的能量，這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（原子彈的原理）．核反應(yīng)堆是人類(lèi)對(duì)核裂變能的利用。
鈾235核能夠發(fā)生接式反應(yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件：①純鈾235；②達(dá)到臨界體積
③核反應(yīng)堆的構(gòu)造：
A.核燃料——用鈾棒(含3%-4%的濃縮鈾)B．減速劑——用石墨、重水或普通水(只吸收慢中子)
C．控制棒——用鎘做成(鎘吸收中子的能力很強(qiáng))D．冷卻劑——用水或液態(tài)鈉(把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳遞出去)
E．建很厚的水泥防護(hù)層屏蔽射線(xiàn)，還要考慮核廢料的處理。
2．輕核的聚變（原子彈的原理）優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)能效率高，燃料的儲(chǔ)量豐富，安全清潔，廢料少易處理。
①所謂輕核是指質(zhì)量數(shù)很小的原子核，如氫核、氘核等．
②某些輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的原子核的反應(yīng)過(guò)程叫做輕核的聚變，同時(shí)放出大量的能量．方程：H＋H→He＋n
輕核聚變條件：只能發(fā)生在超高溫(需要幾百萬(wàn)度高溫)條件下，故輕核聚變也叫做熱核反應(yīng)．
【要點(diǎn)名師透析】
類(lèi)型一原子的結(jié)構(gòu)與α粒子散射實(shí)驗(yàn)
【例1】在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（）
A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上
B．正電荷在原子中是均勻分布的
C、原子中存在著帶負(fù)電的電子
D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中
解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)．并且有極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過(guò)了900，有的甚至被反彈回去，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到l800，這說(shuō)明了這些α粒子受到很大的庫(kù)侖力，施力體應(yīng)是體積甚小的帶電實(shí)體。根據(jù)碰撞知識(shí)，我們知道只有質(zhì)量非常小的輕球與質(zhì)量非常大的物體發(fā)生碰撞時(shí)，較小的球才被彈回去，這說(shuō)明被反彈回去的α粒子碰上了質(zhì)量比它大得多的物質(zhì)實(shí)體，即集中了全部質(zhì)量和正電荷的原子核．答案：A
類(lèi)型二能級(jí)躍遷與光纖譜線(xiàn)
【例2】（09全國(guó)卷Ⅱ18）氫原子的部分能級(jí)如圖所示。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知,氫原子（AD）
A.從高能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷時(shí)了出的光的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的短
B.從高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見(jiàn)光
C.從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的高
D.從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見(jiàn)光
解析：本題考查玻爾的原理理論.從高能級(jí)向n=1的能級(jí)躍遷的過(guò)程中輻射出的最小光子能量為9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之間,A正確.已知可見(jiàn)光子能量在1.62eV到3.11eV之間從高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的能量3.40ev，B錯(cuò).從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11ev的光的頻率才比可見(jiàn)光高,C錯(cuò).從n=3到n=2的過(guò)程中釋放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之間,所以是可見(jiàn)光D對(duì)。
類(lèi)型三核能的計(jì)算
【例3】（09山東物理38）(1)歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）
①上述核反應(yīng)方程為_(kāi)__________。
②質(zhì)量虧損為_(kāi)______________kg。
解析：（1）或，。
考點(diǎn)：原子核
【感悟高考真題】
1．（20xx重慶1９）氫原子分能級(jí)示意圖如題19所示，不同色光的光子能量如下表所示。

色光赤橙黃綠藍(lán)—靛紫
光子能量范圍（eV）1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10
處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線(xiàn)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為
1.紅、藍(lán)靛
2.黃、綠
3.紅、紫
4.藍(lán)靛、紫
【答案】A

【解析】如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級(jí)，能夠發(fā)出10.2eV的光子，不屬于可見(jiàn)光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級(jí)，能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子，只有1.89eV屬于可見(jiàn)光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級(jí)，能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六種光子，1.89eV和2.55eV屬于可見(jiàn)光，1.89eV的光子為紅光，2.55eV的光子為藍(lán)—靛，A正確。
2.（20xx全國(guó)卷Ⅰ14）原子核經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?，再?jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍恕７派湫运プ儮佟ⅱ诤廷垡来螢?br> A．α衰變、β衰變和β衰變B．β衰變、β衰變和α衰變
C．β衰變、α衰變和β衰變D．α衰變、β衰變和α衰變
【答案】A
【解析】,質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2,說(shuō)明①為α衰變.,質(zhì)子數(shù)加1,說(shuō)明②為β衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.,質(zhì)子數(shù)加1,說(shuō)明③為β衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.
【命題意圖與考點(diǎn)定位】主要考查根據(jù)原子核的衰變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解決。
3.（20xx天津2）下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法正確的是
A．β衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固
答案：B
4.（20xx天津8）用同一光管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光
A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大
B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大
C.通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大
D.通過(guò)同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大
答案：BC
5.（20xx全國(guó)卷Ⅱ14）原子核與氘核反應(yīng)生成一個(gè)α粒子和一個(gè)質(zhì)子。由此可知
A．A=2，Z=1B.A=2，Z=2C.A=3，Z=3D.A=3，Z=2
【答案】D
【解析】，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒，解得，答案D。
【命題意圖與考點(diǎn)定位】主要考查根據(jù)原子核的聚變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解決。
6．（20xx北京15）太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少。太陽(yáng)每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近
A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kg
【答案】D
【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程，kg，D正確
7．（20xx上海物理1）盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是
（A）粒子的散射實(shí)驗(yàn)（B）對(duì)陰極射線(xiàn)的研究
（C）天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)（D）質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
答案：A
解析：盧瑟福根據(jù)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了院子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子核聚集了院子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，電子在核外繞核運(yùn)轉(zhuǎn)。
本題考查原子的核式結(jié)構(gòu)的建立。
8.（20xx上海物理4）現(xiàn)已建成的核電站的能量來(lái)自于
（A）天然放射性元素衰變放出的能量（B）人工放射性同位素放出的的能量
（C）重核裂變放出的能量（D）化學(xué)反應(yīng)放出的能量
【解析】C
本題考查原子核反應(yīng)。難度：易。
9.（20xx上海物理4）某放射性元素經(jīng)過(guò)11.4天有的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為
（A）11.4天（B）7.6天（C）5.7天（D）3.8天
答案：D
解析：根據(jù)，，因?yàn)閠=11.4day，所以=3.8day，選D。
本題考查原子核半衰期的計(jì)算。
難度：中等。
10．（20xx福建29（1））測(cè)年法是利用衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻的質(zhì)量，為t＝0時(shí)的質(zhì)量。下面四幅圖中能正確反映衰變規(guī)律的是。（填選項(xiàng)前的字母）

答案：C
11．（20xx江蘇物理12(C)）(1)研究光電效應(yīng)電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與AK之間的電壓的關(guān)系圖象中，正確的是.

（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中，其動(dòng)量的大小___▲____(選填“增大、“減小”或“不變”)，原因是___▲____。
（3）已知?dú)湓犹幵诘谝弧⒌诙ぐl(fā)態(tài)的能級(jí)分別為-3.4eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為Hz,普朗克常量h=Js.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)。
答案：
12.（20xx新課標(biāo)34(1)）用頻率為的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀(guān)測(cè)到頻率分別為的三條譜線(xiàn)，且，則_______.(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A、B、C、D、
答案：B
解析：大量氫原子躍遷時(shí)只有三個(gè)頻率的光譜，這說(shuō)明是從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷，根據(jù)能量守恒有，，解得：，選項(xiàng)B正確
13．（20xx海南物理19）(1)能量為的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子．這一能稱(chēng)為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為_(kāi)______________（用光子頻率、電子質(zhì)量、氫原子的電離能和普朗克常量表示）。
【答案】
【解析】由能量守恒得，解得電子速度為。
(2)在核反應(yīng)堆中，常用減速劑使快中子減速．假設(shè)減速劑的原子核質(zhì)量是中子的倍．中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正碰．設(shè)每次碰撞前原子核可認(rèn)為是靜止的，求次碰撞后中子速率與原速率之比．
【答案】
【解析】設(shè)中子和作減速劑的物質(zhì)的原子核A的質(zhì)量分別為和，碰撞后速度分別為和，碰撞前后的總動(dòng)量和總能量守恒，有
①
②
式中為碰撞前中子速度，由題設(shè)
③
由①②③式得，經(jīng)1次碰撞后中子速率與原速率之比為
④
經(jīng)N次碰撞后，中子速率與原速率之比為
⑤
【考點(diǎn)模擬演練】
1．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的32He(氦3)．它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為32He＋32He―→211H＋42He.關(guān)于32He聚變下列表述正確的是
()
A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量
B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核
C．聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損
D．目前核電站都采用32He聚變反應(yīng)發(fā)電
【答案】B
【詳解】輕核聚變而生成質(zhì)量較大(中等)的新核．故B正確．
2.仔細(xì)觀(guān)察氫原子的光譜,發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線(xiàn),其原因是()
A.氫原子只有幾個(gè)能級(jí)
B.氫原子只能發(fā)出平行光
C.氫原子有時(shí)發(fā)光,有時(shí)不發(fā)光
D.氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的,所以對(duì)應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的
【答案】選D.
【詳解】光譜中的亮線(xiàn)對(duì)應(yīng)不同頻率的光,“分離的不連續(xù)的亮線(xiàn)”對(duì)應(yīng)著不同頻率的光,B、C錯(cuò).氫原子在不同的能級(jí)之間躍遷時(shí),輻射不同能量的光子,并且滿(mǎn)足E=hν.能量不同,相應(yīng)光子頻率不同,體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線(xiàn),A錯(cuò)誤D正確.
3.盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn):關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是()
A.證明了質(zhì)子的存在
B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的
C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里
D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)
【答案】選C.
【詳解】α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核.數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子,所以C對(duì),A、B錯(cuò).玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化,D錯(cuò).
4.下列關(guān)于放射性現(xiàn)象的說(shuō)法中,正確的是()
A.原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減少了4
B.原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與α粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核的質(zhì)量
C.原子核發(fā)生β衰變時(shí),生成核的質(zhì)量數(shù)比原來(lái)的原子核的質(zhì)量數(shù)多1
D.單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的
【答案】選D.
【詳解】原子核發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,中子數(shù)減少了2,A錯(cuò)誤;生成核與α粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的原子核的質(zhì)量,B錯(cuò)誤;原子核發(fā)生β衰變時(shí),生成核的質(zhì)量數(shù)與原來(lái)的原子核的質(zhì)量數(shù)相同,C錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定,跟元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的,D正確.
5．(20xx河北石家莊三月)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素158O注入人體，158O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像．則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是()
A.158O在人體內(nèi)衰變方程是158O→157N＋01e
B．正、負(fù)電子湮滅方程是01e＋0－1e→2γ
C．在PET中，158O主要用途是作為示蹤原子
D．在PET中，158O主要用途是參與人體的新陳代謝
【答案】ABC
【詳解】由題意知A、B正確，顯像的原理是采集γ光子，即注入人體內(nèi)的158O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為γ光子，因此158O主要用途是作為示蹤原子，故C對(duì)，D錯(cuò)．
6．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬
()
A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
B．無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C．超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小
D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大
【答案】AD
【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知A正確，B、C錯(cuò)誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程12mv2m＝hν－W，頻率ν越高，初動(dòng)能就越大，D正確．
7．裂變反應(yīng)是目前核能利用中常見(jiàn)的反應(yīng)．以原子核為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為：
23592U＋10n→13954Xe＋9438Sr＋3X
235．04321.0087138.917893.9154
反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子核的靜止質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位，取1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×102MeV，此裂變反應(yīng)中
()
A．釋放出的能量是30×102MeV，X是中子
B．釋放出的能量是30MeV，X是質(zhì)子
C．釋放出的能量是1.8×102MeV，X是中子
D．釋放出的能量是1.8×102MeV，X是質(zhì)子
【答案】C
【結(jié)束】據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷X是中子．Δm＝(235.0432＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087)u＝0.1926u，可見(jiàn)該反應(yīng)釋放能量，釋放的能量ΔE＝0.1926×9.3×102MeV＝1.8×102MeV.故C正確．
8.(1)氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()
A.氫原子的能量增加
B.氫原子的能量減少
C.氫原子要吸收一定頻率的光子
D.氫原子要放出一定頻率的光子
(2)在氫原子光譜中，電子從較高能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)發(fā)出的譜線(xiàn)屬于巴耳末線(xiàn)系，若一群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)發(fā)出的譜線(xiàn)中只有2條屬于巴耳末線(xiàn)系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)最多發(fā)出_____條不同頻率的譜線(xiàn).
【答案】(1)B、D(2)6
【詳解】(1)選B、D.氫原子的核外電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量(包括動(dòng)能和勢(shì)能)越大.當(dāng)氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí),原子的能量減少,氫原子要放出一定頻率的光子.顯然,選項(xiàng)B、D正確.
(2)氫原子發(fā)出的光譜線(xiàn)中有2條屬于巴耳末線(xiàn)系，說(shuō)明電子是從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷的，因此可發(fā)出的譜線(xiàn)條數(shù)為(條).
9．(20xx年濟(jì)寧模擬)根據(jù)巴耳末公式，指出氫原子光譜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)波長(zhǎng)最長(zhǎng)的兩條譜線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的n，它們的波長(zhǎng)各是多少？氫原子光譜有什么特點(diǎn)？
【答案】6.5×10－7m4.8×10－7m不連續(xù)的線(xiàn)狀譜
【詳解】根據(jù)巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，得
當(dāng)n＝3,4時(shí)氫原子發(fā)光所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最長(zhǎng)
當(dāng)n＝3時(shí)有1λ1＝1.10×107×(122－132)
解得λ1＝6.5×10－7m
當(dāng)n＝4時(shí)有1λ2＝1.10×107×(122－142)
解得λ2＝4.8×10－7m.
除巴耳末系外，在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線(xiàn)也都是滿(mǎn)足與巴耳末公式類(lèi)似的關(guān)系式，即1λ＝R(1a2－1n2)．其中a分別為1,3,4，…對(duì)應(yīng)不同的線(xiàn)系，由此可知?dú)湓庸庾V是由一系列線(xiàn)系組成的不連續(xù)的線(xiàn)狀譜．
10．原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)．一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰．
(1)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷(氫原子能級(jí)如圖11所示)?
(2)若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動(dòng)能至少為多少？
【答案】(1)不能(2)27.2eV
【詳解】(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能ΔE被基態(tài)氫原子吸收．若ΔE＝10.2eV，則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2.由動(dòng)量守恒和能量守恒有：
mv0＝2mv①
12mv20＝12mv2＋12mv2＋ΔE②
12mv20＝Ek③
Ek＝13.6eV④
解①②③④得，ΔE＝1212mv20＝6.8eV
因?yàn)棣＝6.8eV10.2eV.
所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷．
(2)若使基態(tài)氫原子電離，則ΔE＝13.6eV，代入①②③得Ek＝27.2eV.

高考物理第一輪原子核專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)

第4課時(shí)原子核
【基礎(chǔ)知識(shí)回顧】
一、原子核的組成
1、1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程______________。
2、盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經(jīng)過(guò)研究，證明：用天α射線(xiàn)轟擊鈹時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種看不見(jiàn)的貫穿能力很強(qiáng)（10-20厘米的鉛板）的不帶電粒子，用其轟擊石蠟時(shí)，竟能從石蠟中打出質(zhì)子，此貫穿能力極強(qiáng)的射線(xiàn)即為設(shè)想中的中子。核反應(yīng)方程_________________。
3、質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)核子，原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素；具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱(chēng)同位素。
4、天然放射現(xiàn)象
（1）人類(lèi)認(rèn)識(shí)原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從天然放射現(xiàn)象開(kāi)始的。
（2）1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性，在他的建議下，瑪麗居里和皮埃爾居里經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了新元素釙和鐳。
（3）用磁場(chǎng)來(lái)研究放射線(xiàn)的性質(zhì)（圖見(jiàn)3-5第74頁(yè)）：
①α射線(xiàn)帶正電，偏轉(zhuǎn)較小，α粒子就是氦原子核，貫穿本領(lǐng)很小，電離作用很強(qiáng)，使底片感光作用很強(qiáng)；②β射線(xiàn)帶負(fù)電，偏轉(zhuǎn)較大，是高速電子流，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)（幾毫米的鋁板），電離作用較弱；③γ射線(xiàn)中電中性的，無(wú)偏轉(zhuǎn)，是波長(zhǎng)極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)（幾厘米的鉛板），電離作用很小。
二、原子核的衰變半衰期
1、原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ?。在衰變中電荷?shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的（注意：質(zhì)量并不守恒。）。γ射線(xiàn)是伴隨α射線(xiàn)或β射線(xiàn)產(chǎn)生的，沒(méi)有單獨(dú)的γ衰變（γ衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。）。α衰變舉例；β衰變舉例。
2、半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，它是對(duì)大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。N=，m=。
三、放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素
1、放射性同位素的應(yīng)用：a、利用它的射線(xiàn)（貫穿本領(lǐng)、電離作用、物理和化學(xué)效應(yīng)）；b、做示蹤原子。
2、放射性同位素的防護(hù)：過(guò)量的射線(xiàn)對(duì)人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對(duì)細(xì)胞核的破壞，因此，在使用放射性同位素時(shí)，必須注意人身安全，同時(shí)要放射性物質(zhì)對(duì)空氣、水源等的破壞。
四、核力與結(jié)合能質(zhì)量虧損
1、由于核子間存在著強(qiáng)大的核力（核子之間的引力，特點(diǎn)：①核力與核子是否帶電無(wú)關(guān)②短程力，其作用范圍為，只有相鄰的核子間才發(fā)生作用），所以核子結(jié)合成原子核（例_______________________）或原子核分解為核子（例____________）時(shí)，都伴隨著巨大的能量變化。核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量叫原子核的結(jié)合能，亦稱(chēng)核能。
2、我們把核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。愛(ài)因斯坦在相對(duì)論中得出物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系式_________________，就是著名的質(zhì)能聯(lián)系方程，簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)能方程。1u=_____________kg相當(dāng)于____________MeV（此結(jié)論在計(jì)算中可直接應(yīng)用）。
五、原子核的人工轉(zhuǎn)變?cè)雍嗽谄渌Ｗ拥霓Z擊下產(chǎn)生新核的過(guò)程，稱(chēng)為核反應(yīng)（原子核的人工轉(zhuǎn)變）。在核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。舉例：（1）如α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子；（2）1934年，約里奧居里和伊麗芙居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子。核反應(yīng)方程_________________________這是第一次用人工方法得到放射性同位素。
六、重核的裂變輕核的聚變
1、凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時(shí)，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個(gè)核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。
2、1938年德國(guó)化學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)重核裂變，即一個(gè)重核在俘獲一個(gè)中子后，分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過(guò)程,這發(fā)現(xiàn)為核能的利用開(kāi)辟了道路。鈾核裂變的核反應(yīng)方程_____________________。
3、由于中子的增殖使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進(jìn)行的過(guò)程稱(chēng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。為使其容易發(fā)生，最好使用純鈾235。因?yàn)樵雍朔浅Ｐ?，如果鈾塊的體積不夠大，中子從鈾塊中通過(guò)時(shí)，可能還沒(méi)有碰到鈾核就跑到鈾塊外面去了，因此存在能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積，即臨界體積。
發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是裂變物的體積大于臨界體積，并有中子進(jìn)入。應(yīng)用有原子彈、核反應(yīng)堆。
4、輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫聚變。（例：________）發(fā)生聚變的條件是：超高溫（幾百萬(wàn)度以上），因此聚變又叫熱核反應(yīng)。太陽(yáng)的能量產(chǎn)生于熱核反應(yīng)。可以用原子彈來(lái)引起熱核反應(yīng)。應(yīng)用有氫彈、可控?zé)岷朔磻?yīng)。
要點(diǎn)講練：
【例1】鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90（）是不穩(wěn)定的,它經(jīng)過(guò)一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯86（）,這些衰變
是（）
A.1次衰變,6次衰變B.4次衰變
C.2次衰變D.2次衰變,2次衰變
【例2】放射性同位素在技術(shù)上有很多應(yīng)用,不同的放射源可用于不同的目的,下表列出一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(xiàn):
對(duì)于以下幾種用途,分別選取表中哪一種放射性元素作放射源.
（1）塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜,方法是讓較厚的聚乙烯膜通過(guò)軋輥壓薄,利用適當(dāng)?shù)姆派渚€(xiàn)來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻.
（2）醫(yī)生用放射性方法治療腫瘤.
（3）放射源和控制器間相隔很小一段距離,若它們之間煙塵濃度比達(dá)某一設(shè)定的臨界值,探測(cè)器探測(cè)到的射線(xiàn)強(qiáng)度將比正常情況下小得多,從而可通過(guò)自動(dòng)控制裝置,觸發(fā)電鈴,可發(fā)生火災(zāi)警報(bào),預(yù)防火災(zāi).
（4）用放射性同位素作示蹤原子,用來(lái)診斷人體內(nèi)的器官是否正常.方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質(zhì),當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)要檢查的器官時(shí),可根據(jù)放射性同位素的射線(xiàn)情況分析器官正常與否.
例3.一個(gè)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為U+n→X+Sr+n,則下列敘述正確的是（）
A.X原子核中含有86個(gè)中子
B.X原子核中含有141個(gè)核子
C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加
D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少
【例4】一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核,同時(shí)輻射一個(gè)光子.已知質(zhì)子、中子、氘核
的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c.下列說(shuō)法正確的是（）
A.核反應(yīng)方程是B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3
C.輻射出的光子的能量E=（m3-m1-m2）cD.光子的波長(zhǎng)=
【例5】有下列4個(gè)核反應(yīng)方程

（1）a、b、c、d四種粒子依次是（）

（2）上述核反應(yīng)依次屬于（）
A.衰變、人工轉(zhuǎn)變、人工轉(zhuǎn)變、聚變B.裂變、裂變、聚變、聚變
C.衰變、衰變、聚變、聚變D.衰變、裂變、人工轉(zhuǎn)變、聚變
強(qiáng)化練習(xí)：
1.2006年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器,通過(guò)Ca（鈣48）轟擊Cf（锎249）發(fā)生核反應(yīng),成功合成了第118號(hào)元素,這是迄今為止門(mén)捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實(shí)驗(yàn)表明,該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x,再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次衰變后,變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核,則上述過(guò)程中的粒子x是（）
A.中子B.質(zhì)子C.電子D.粒子
2.U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成Bi,而B(niǎo)i可以經(jīng)一次①衰變變成X（X代表某種元素）,也可以經(jīng)一次②衰變變成Ti,X和Ti最后都變成Pb,衰變路徑如圖所示.則圖中的（）
A.a=84,b=206
B.①是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
C.②是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
D.U經(jīng)過(guò)10次β衰變,8次衰變可變成Pb
4.正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像,它的基本原理是:將放射性同位素15O注入人體,參與人體的代謝過(guò)程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象.根據(jù)PET原理,回答下列問(wèn)題:
（1）寫(xiě)出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式.
（2）將放射性同位素15O注入人體,15O的主要用途是（）
A.利用它的射線(xiàn)B.作為示蹤原子C.參與人體的代謝過(guò)程D.有氧呼吸
（3）設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為q,光速為c,普朗克常量為h,則探測(cè)到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長(zhǎng)=.
（4）PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)（填“長(zhǎng)”或“短”或“長(zhǎng)短均可”）
5.在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中,x表示He,且屬于聚變的反應(yīng)是（）
A.U+n→Sr+Xe+3xB.H+H→x+nC.P→Si+xD.Mg+x→Al+H
12.一個(gè)原來(lái)靜止的鋰核（）俘獲一個(gè)速度為7.7×104m/s的中子后,生成一個(gè)氚核和一個(gè)氦核,已知氚核的速度
大小為1.0×103m/s,方向與中子的運(yùn)動(dòng)方向相反.
（1）試寫(xiě)出核反應(yīng)方程.
（2）求出氦核的速度.
（3）若讓一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生聚變時(shí),可產(chǎn)生一個(gè)氦核同時(shí)放出一個(gè)中子,求這個(gè)核反應(yīng)釋放出的能量.（已知氘核質(zhì)量為mD=2.014102u,氚核質(zhì)量為mT=3.016050u,氦核的質(zhì)量mHe=4.002603u,中子質(zhì)量mn=1.008665u,1u=1.6606×10-27kg）

原子和原子核專(zhuān)題

俗話(huà)說(shuō)，磨刀不誤砍柴工。教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的原子和原子核專(zhuān)題，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

內(nèi)容精講

本專(zhuān)題內(nèi)容包括原子核式結(jié)構(gòu)的模型；玻爾理論、原子的能級(jí)；天然放射現(xiàn)象、衰變；核反應(yīng)、核能；重核的裂變、輕核的聚變。

一．重要的概念：能級(jí)、天然放射現(xiàn)象、質(zhì)量虧損、核能

二．重要規(guī)律：核反應(yīng)遵守遵守兩種守恒--質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒（是核反應(yīng)配平的依據(jù)）。

三．幾個(gè)知識(shí)要點(diǎn)疏理：

1.知道α粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果和原子核式結(jié)構(gòu)的模型

2.熟記一些基本粒子（即中子、α粒子、電子、正電子、質(zhì)子、氘核、氚核、光子）的符號(hào)。

3.光子的發(fā)射和吸收：原子可從一能級(jí)躍遷到另一能級(jí)。原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出一個(gè)光子；原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，則需吸收一個(gè)光子。但發(fā)射或吸收的光子不是任意的。

4.知道α射線(xiàn)、β射線(xiàn)、γ射線(xiàn)三種射線(xiàn)的實(shí)質(zhì)和特性，以及射線(xiàn)的應(yīng)用。

5.四種核反應(yīng)：衰變、原子核的人工轉(zhuǎn)變、重核裂變和輕核聚變。

6.核能的計(jì)算：

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高考物理考點(diǎn)重點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)和原子核復(fù)習(xí)

第十九章原子結(jié)構(gòu)和原子核

1．本章內(nèi)容可分為兩部分，即原子結(jié)構(gòu)和原子核。重點(diǎn)內(nèi)容是：氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和公式；原子核的衰變和半衰期；核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)；結(jié)合能和質(zhì)量虧損。從考試大綱可以看到全部是I級(jí)要求。
2．高考對(duì)本專(zhuān)題考查特點(diǎn)是命題熱點(diǎn)分散，偏重于知識(shí)的了解和記憶，多以每部分內(nèi)容單獨(dú)命題，多為定性分析，“考課本”，“不回避陳題”是本專(zhuān)題考查的最大特點(diǎn)，題型多以選擇題形式出現(xiàn)，幾乎在每年高考中占一個(gè)小題。
3．本單元內(nèi)容與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目較多，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起高度重視。
第一課時(shí)氫原子光譜
氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和公式

【教學(xué)要求】
1．了解人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程
2．掌握α粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核式結(jié)構(gòu)的
3．理解玻爾模型的三條假設(shè)
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、人們認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的思維線(xiàn)索
氣體放電的研究→陰極射線(xiàn)→發(fā)現(xiàn)電子（1897年，湯姆生）→湯姆生的“棗糕模型”盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型玻爾模型（軌道量子化模型）。
二、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型
1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)
做法：用質(zhì)量是電子7300倍的a粒子轟擊薄金箔。
結(jié)果：絕大多數(shù)，少數(shù)，極少數(shù)，有的甚至。
2．原子的核式結(jié)構(gòu)
在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個(gè)原子是中性的。
3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算：原子核大小的數(shù)量級(jí)為10-15－10-14m，原子大小的數(shù)量級(jí)為10-10m
三、玻爾的原子理論——三條假設(shè)
1．“定態(tài)假設(shè)”：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，電子雖做變速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射電磁波，這樣的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)稱(chēng)為定態(tài)。
2．“躍遷假設(shè)”：電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)處于定態(tài)時(shí)不輻射電磁波，但電子在兩個(gè)不同定態(tài)間發(fā)生躍遷時(shí)，卻要輻射（吸收）電磁波（光子），其頻率由兩個(gè)定態(tài)的能量差值決定hv=E2-E1。
3．“軌道量子化假設(shè)”：由于能量狀態(tài)的不連續(xù)，因此電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑也不能任意取值，必須滿(mǎn)足
四、氫原子能級(jí)及氫光譜
1．氫原子能級(jí)：原子各個(gè)定態(tài)對(duì)應(yīng)的能量是不連續(xù)的，這些能量值叫做能級(jí)。
2．氫原子的能級(jí)圖
3．氫光譜
在氫光譜中，n=2,3,4,5,……向n=1躍遷發(fā)光形成賴(lài)曼線(xiàn)系；
n=3,4,5,6向n=2躍遷發(fā)光形成巴耳末線(xiàn)系；
n=4,5,6,7……向n=3躍遷發(fā)光形成帕邢線(xiàn)系；
n=5,6,7,8……向n=4躍遷發(fā)光形成布喇開(kāi)線(xiàn)系，
其中只有巴耳末線(xiàn)系的前4條譜線(xiàn)落在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)。
知識(shí)點(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)
盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。我們把這樣的原子模型稱(chēng)為“核式結(jié)構(gòu)模型”。
【應(yīng)用1】英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)了α粒子的散射現(xiàn)象。下圖中，o表示金原子核的位置，則能正確表示該實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)金原子核附近的α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖是（）
導(dǎo)示:根據(jù)庫(kù)侖定律知：離核越近的粒子受到的庫(kù)侖斥力越大，運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲越厲害。又正對(duì)原子核粒子將被彈回。故正確答案選BD。
知識(shí)點(diǎn)二氫原子的能級(jí)、軌道公式
1．能級(jí)公式：氫原子存在一個(gè)能量最低也是最穩(wěn)定的狀態(tài)，稱(chēng)為基態(tài)，其能量用E1表示；其余定態(tài)稱(chēng)為激發(fā)態(tài)，能量用En表示，由玻爾理論可推出氫原子能級(jí)公式En=E1/n2即(n=1、2、……)式中n稱(chēng)為能量量子數(shù)。E1=-l3.6eV。
2．半徑公式rn=n2r1式中r1，為基態(tài)半徑，又稱(chēng)為玻爾半徑，r1=O.53×10-10m
【應(yīng)用2】（07海南卷）氫原子第n能級(jí)的能量為En=E1/n2，其中E1是基態(tài)能量，而n=1、2、…。若一氫原子發(fā)射能量為的光子后處于比基態(tài)能量高出的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級(jí)？
導(dǎo)示:設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別處于第l與第m能級(jí)，則依題意有
①
②
由②式解得：m=2③
由①③式得：l=4④
氫原子發(fā)射光子前后分別處于第4與第2能級(jí)。
1、原子定態(tài)能量En是指核外電子動(dòng)能及電子與核之間的靜電勢(shì)能之和；2、En是負(fù)值，這里是取電子自由態(tài)作為能量零點(diǎn)。
類(lèi)型一氫原子的躍遷與電離問(wèn)題
當(dāng)原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，要吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿(mǎn)足hγ=E末-E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量hγ大于或小于E末-E初時(shí)都不能被原子吸收。當(dāng)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差．當(dāng)光子能量大于或等于l3.6eV時(shí)，也可以被氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)氫原子吸收的光子能量大于13.6eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能。
【例1】（2007年高考理綜Ⅰ卷）用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀(guān)測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線(xiàn)。調(diào)高電子的能量再此進(jìn)行觀(guān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線(xiàn)的數(shù)目比原來(lái)增加了5條。用△n表示兩次觀(guān)測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，△n和E的可能值為（）
A．△n=1，13.22eVE13.32eV
B．△n=2，13.22eVE13.32eV
C．△n=1，12.75eVE13.06eV
D．△n=2，12.75eVE13.06eV
導(dǎo)示:原子的躍遷公式只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。實(shí)物粒子與原子相互作用而使原子激發(fā)時(shí)，粒子的能量不受上述條件的限制。
本題由于是電子轟擊,存在兩種可能：第一種n=2到n=4,所以電子的能量必須滿(mǎn)足13.6-0.85E13.6-0.54,故D選項(xiàng)正確；第二種可能是n=5到n=6,電子能量必須滿(mǎn)足13.6-0.38E13.6-0.28,故A選項(xiàng)正確。
所以答案應(yīng)選AD。
原子躍遷時(shí)需注意的幾個(gè)問(wèn)題：（1）一群原子和一個(gè)原子：一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線(xiàn)條數(shù)為N=Cn2=n(n-1)/2；一個(gè)氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)上時(shí)，最多可輻射出n-1條光譜線(xiàn)。（2）光子激發(fā)和實(shí)物粒子激發(fā)：若是在光子的作用下引起原子的躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差；若是在實(shí)物粒子的碰撞下引起原子的躍遷，則要求實(shí)物粒子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差。（3）直接躍遷和間接躍遷：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)是間接躍遷。兩種情況下輻射（或吸收）光子的可能性及頻率可能不同。（4）躍遷和電離。
類(lèi)型二躍遷過(guò)程的能量變化問(wèn)題
【例2】（07屆南京市綜合檢測(cè)題三）處于激發(fā)態(tài)的原子，如果在入射光子的作用下，可以引起其從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，同時(shí)在兩個(gè)能態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射。原子發(fā)生受激輻射時(shí)，發(fā)出的光子的頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強(qiáng)，這就是激光產(chǎn)生的機(jī)理。那么，發(fā)生受激輻射時(shí)，產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電子的電勢(shì)能Ep、電子動(dòng)能Ek的變化關(guān)系是（D）
A．En減小、Ep增大、Ek增大
B．En增大、Ep減小、Ek減小
C．En減小、Ep增大、Ek減小
D．En減小、Ep減小、Ek增大
導(dǎo)示:由玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功，因而電勢(shì)能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論知，電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫(kù)侖力：ke2/r2=mv2/r，所以Ek=mv2=ke2/2r?？梢?jiàn)，電子運(yùn)動(dòng)半徑越小，其動(dòng)能越大．再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減小。綜上討論，可知該題只有答案D正確。
故選D。
1．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖中虛線(xiàn)表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線(xiàn)，實(shí)線(xiàn)表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．動(dòng)能先增大，后減小
B．電勢(shì)能先減小，后增大
C．電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零
D．加速度先變小，后變大

2．（2007年全國(guó)卷Ⅱ）氫原子在某三個(gè)相鄰能級(jí)間躍遷時(shí)，可發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的輻射光。已知其中的兩個(gè)波長(zhǎng)分別為λ1和λ2，且λ1＞λ2，則另一個(gè)波長(zhǎng)可能是（）
A．λ1＋λ2B．λ1-λ2
C．D．

3．（07廣東卷）如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是（）
A．原子A可能輻射出3種頻率的光子
B．原子B可能輻射出3種頻率的光子
C．原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷道能級(jí)E4
D．原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷道能級(jí)E4

答案：1、C；2、CD；3、B。