高考物理一轮复习选择性必修第三册第十五章原子物理第二讲原子结构原子核课件

这是一份高考物理一轮复习选择性必修第三册第十五章原子物理第二讲原子结构原子核课件，共52页。PPT课件主要包含了正电荷，光谱分类，特征谱线，不连续，En－Em，－136，n2r1，贝克勒尔，质量数，核外电子数等内容，欢迎下载使用。

(2) 现象：实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿______方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。(如图所示)3．原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的_______和几乎全部______都集中在核里，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。二、氢原子光谱1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的______ (频率)和强度分布的记录，即光谱。
三、玻尔的原子模型1．玻尔原子模型的三条假设
2．氢原子的能量和能级跃迁(1)氢原子的能级图：如图所示。
四、天然放射现象和原子核1．天然放射现象(1)发现：由__________发现。(2)概念：元素______地发出射线的现象。(3)意义：天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的______。
4．放射性同位素(1)放射性同位素：有_____放射性同位素和______放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。(2)应用：射线测厚仪、放射治疗、培优保鲜、_________等。(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。5．核力和核能(1)核力①概念：原子核内部，________所特有的相互作用力。②特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间。
(2)核能①质能关系：E＝mc2②核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其释放的能量ΔE＝______。③核能的吸收：原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。6．裂变反应和聚变反应(1)重核裂变①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
微点判断　(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( )(2)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。( )(3)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。( )(4)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。( )(5)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。( )(6)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。( )(7)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。( )
(一) 原子的核式结构[题点全练通]1．[α粒子散射实验现象]如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 (　 )
A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转解析：卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，A正确；卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，D错误。答案：A
2．[卢瑟福的原子核式结构模型]卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 (　 )A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核解析：卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电荷的物质，将其称为原子核，D正确。答案：D
3．[α粒子散射实验分析]1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动模型如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是 (　 )A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10－15 mD．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10－15 m
解析：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，A、B错误；通过“α粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10－15 m，C正确；原子半径的数量级为10－10 m，不是通过α粒子散射实验确定的，D错误。答案：C　
(二) 氢原子能级及能级跃迁研清微点1　氢原子的能级跃迁问题　1．(2023·湖北高考)2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6 nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2 eV)。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子(　 )A．n＝2和n＝1能级之间的跃迁B．n＝3和n＝1能级之间的跃迁C．n＝3和n＝2能级之间的跃迁D．n＝4和n＝2能级之间的跃迁
解析：由题图可知，n＝2和n＝1的能级之间的能量差值为ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，与探测卫星探测到的谱线对应的光子能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n＝2和n＝1能级之间的跃迁，故选A。答案：A　
一点一过定态间的跃迁——满足能级差
研清微点2　谱线条数的确定　2．(多选) 氢原子各个能级的能量如图所示，氢原子由n＝1能级跃迁到n＝4能级，在它回到n＝1能级过程中，下列说法中正确的是 (　 )A．可能激发出频率不同的光子只有6种B．可能激发出频率不同的光子只有3种C．可能激发出的光子的最大能量为12.75 eVD．可能激发出的光子的最大能量为0.66 eV解析：氢原子由n＝4能级跃迁到n＝1能级，可能发出的谱线条数为C42，即6种频率或能量不同的光子，A正确，B错误；能激发出的光子的最大能量为从n＝4能级跃迁到n＝1能级所对应的，为(－0.85 eV)－(－13.6 eV)＝12.75 eV，C正确，D错误。
研清微点3　受激跃迁与电离　3． 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 (　 )A．42.8 eV(光子)　　　B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)解析：入射光子使原子跃迁时，其能量应正好等于原子的两能级间的能量差，而电子使原子跃迁时，其能量大于等于原子两能级间的能量差即可，发生电离而使原子跃迁时入射光子的能量要大于等于54.4 eV，故选A。
一点一过1．受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量(1)光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差，hν＝ΔE。(2)碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。2．电离：由基态或低能级→电离态(1)基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV电离能。(2)n＝2能级→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV(3)如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。
(三) 原子核的衰变及半衰期研清微点1　三种射线的性质和特点　1．如图所示，某放射性元素衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强磁场和匀强电场中，关于三种射线，下列说法正确的是(　 )A．①④表示α射线，其速度最慢、电离能力最弱B．②⑤表示γ射线，其穿透能力和电离能力都很强C．②⑤表示γ射线，是原子核内释放出的高频电磁波D．③⑥表示β射线，是高速电子流，可以穿透几毫米厚的铝板
解析：α射线是高速粒子流，粒子带正电，β射线为高速电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，结合题图及左手定则可知：①④为β射线，②⑤为γ射线，③⑥为α射线。α射线的速度最小但电离能力最强，γ射线是由原子核内释放出的高频电磁波，其穿透能力很强，但电离能力很弱，故C正确，A、B、D错误。答案：C　
一点一过三种射线的成分和性质
(四) 核反应方程1．核反应的四种类型
解析：(1)式是α衰变，(2)式是β衰变，均有能量放出，故A错误；(3)式是人工核转变，故B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。答案：CD
[多维训练]1．[质能方程的应用](2023·全国乙卷)2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048 J 。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3×108 m/s)(　 )A．1019 kg　　　　　　　B．1024 kgC．1029 kg D．1034 kg