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高中物理現(xiàn)代物理輔導.doc高中物理現(xiàn)代物理輔導原子物理包括兩大部分內(nèi)容；原子結(jié)構(gòu)和原子核結(jié)構(gòu)。前者研究原子核外電子的分布及躍遷規(guī)律，后者研究核的組成及其變化規(guī)律。 一、重要概念和規(guī)律1．原子核式結(jié)構(gòu)學說（1909年。盧瑟福）
實驗基礎(chǔ) α粒子散射實驗——用放射源發(fā)出的α粒子穿過金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子按原方向前進，少數(shù)α粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)。極少數(shù)發(fā)失大角度偏轉(zhuǎn)。個別被彈回．基本內(nèi)容 在原子中心有一個帶正電的核（半徑約10-15～10-14m），集中了幾乎全部原子質(zhì)量、帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)（原子半徑約10-10m）。困難問題 按經(jīng)典理論，電子繞核旋轉(zhuǎn)將輻射電磁波，能量會逐漸減小，電子運行的軌道半徑不斷變小，大量原子發(fā)出的光譜應該是連續(xù)光譜。2．玻爾理論（1913年。玻爾） 實驗基礎(chǔ) 氫光譜規(guī)律的研究。 基本內(nèi)容（三點假設(shè)）（1）原子只能處于一系列不連續(xù)的、穩(wěn)定的能量狀態(tài)（定態(tài)），其總能量En（包括動能和電勢能）與基態(tài)總能量量的關(guān)系為En=E1/n2（n＝1、2、3……）。（2）原子在兩個定態(tài)之間躍遷時，將輻射（或吸收）一定頻率時光子；光子的能量為hν=E初-E終 。（3）電子繞核運行的可能軌道是不連續(xù)的。各可能軌道的半徑rn=n2r1基態(tài)軌道半徑r1。（n=1、2、3……）。困難問題 無法解釋復雜原子的光譜．3. 放射現(xiàn)象（1896年．貝克勒爾）三種射線（1）α射線 氦原子核流。v≈c/10。貫穿本領(lǐng)很小。電離作用很強。（2）β射線 高速電子流。v≈c。貫穿本領(lǐng)強，電離作用弱。（3）γ射線 波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領(lǐng)很強，電離作用很弱。衰變規(guī)律 遵循電量、質(zhì)量（和能量）守恒。α衰變、β衰變、γ衰變（γ衰變是伴隨著α衰變或β衰變同時發(fā)生的）。半衰期 放射性元素的原子讀有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間。由核內(nèi)部本身因素決定．跟原子所處的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)無關(guān)．4．原子核的組成實驗基礎(chǔ)（1）質(zhì)子發(fā)現(xiàn)（1919年，盧瑟福） 147N + 24He → 817O + 11H（2）中子發(fā)現(xiàn)（1932年，查德威克） 49Be + He → 612C + 01n基本內(nèi)容 原子核由質(zhì)子和中子（統(tǒng)稱核子）組成．原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)。各核子間依靠強大的核力來集在核內(nèi)。5．放射性同位素 質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，具有放射性的原子。實驗基礎(chǔ) 用α粒子蓋擊鋁核首先實現(xiàn)用人工方法得到放出性同位素磷（1934年，約里奧·居里夫婦）。基本應用（1）利用射線的貫穿本領(lǐng)、電離作用或?qū)ι锝M織的物理、化學效應。（2）做為示蹤原子。6. 核能質(zhì)量虧損 組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差．
質(zhì)能方程 E=mc2
核反應能 △E=△mc2二、重要研究方法1．實踐一理論一實踐 從實踐（實驗）出發(fā)，提出理論，再經(jīng)過實踐的檢驗或進行新的實踐一進一步發(fā)展理論。例如，通過對氣體放電現(xiàn)在、陰極射線的研究．生發(fā)現(xiàn)電子（1897年），提出原子結(jié)構(gòu)的湯姆生模型。由于盧瑟福。粒子的散射實驗，進一步發(fā)展成盧瑟福模型。通過對氫原子明線光譜的研究。又提出了玻爾理論等。在原子物理中，非常鮮明地貫穿著辯證唯物主義認識論的這一基本思想方法。復習中也應以此為線索，把握全章的知識結(jié)構(gòu)。2. 守恒規(guī)律的應用 質(zhì)量守恒、電荷守恒、能量守恒、動量守恒等自然界中的基本規(guī)律在原子物理中都得到全面的體現(xiàn)．復習中應緊緊把握這些守恒規(guī)律
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