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高中物理現代物理輔導.doc

高中物理現代物理輔導 原子物理包括兩大部分內容；原子結構和原子核結構。前者研究原子核外電子的分布及躍遷規律，后者研究核的組成及其變化規律。 一、重要概念和規律 1．原子核式結構學說（1909年。盧瑟福）
    實驗基礎   α粒子散射實驗——用放射源發出的α粒子穿過金箔，發現絕大多數α粒子按原方向前進，少數α粒子發生較大的偏轉。極少數發失大角度偏轉。個別被彈回．基本內容  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量、帶負電的電子在核外繞核旋轉（原子半徑約10^-10m）。困難問題  按經典理論，電子繞核旋轉將輻射電磁波，能量會逐漸減小，電子運行的軌道半徑不斷變小，大量原子發出的光譜應該是連續光譜。 2．玻爾理論（1913年。玻爾）  實驗基礎 氫光譜規律的研究。  基本內容（三點假設）（1）原子只能處于一系列不連續的、穩定的能量狀態（定態），其總能量En（包括動能和電勢能）與基態總能量量的關系為En=E₁/n²（n＝1、2、3……）。（2）原子在兩個定態之間躍遷時，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的。各可能軌道的半徑r_n=n²r₁基態軌道半徑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。貫穿本領很小。電離作用很強。 （2）β射線   高速電子流。v≈c。貫穿本領強，電離作用弱。 （3）γ射線   波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領很強，電離作用很弱。 衰變規律   遵循電量、質量（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衰變同時發生的）。 半衰期  放射性元素的原子讀有半數發生衰變所需要的時間。由核內部本身因素決定．跟原子所處的物理狀態或化學狀態無關． 4．原子核的組成 實驗基礎 （1）質子發現（1919年，盧瑟福）   ¹⁴₇N + ₂⁴He → ₈¹⁷O + ₁¹H （2）中子發現（1932年，查德威克）   ₄⁹Be + He → ₆¹²C + ₀¹n 基本內容  原子核由質子和中子（統稱核子）組成．原子核的質量數等于質子數與中子數之和．原子核的電荷數等于質子數。各核子間依靠強大的核力來集在核內。 5．放射性同位素   質子數相同、中子數不同，具有放射性的原子。 實驗基礎   用α粒子蓋擊鋁核首先實現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、電離作用或對生物組織的物理、化學效應。 （2）做為示蹤原子。 6. 核能 質量虧損  組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差．
質能方程  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，提出理論，再經過實踐的檢驗或進行新的實踐一進一步發展理論。例如，通過對氣體放電現在、陰極射線的研究．生發現電子（1897年），提出原子結構的湯姆生模型。由于盧瑟福。粒子的散射實驗，進一步發展成盧瑟福模型。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，把握全章的知識結構。 2. 守恒規律的應用     質量守恒、電荷守恒、能量守恒、動量守恒等自然界中的基本規律在原子物理中都得到全面的體現．復習中應緊緊把握這些守恒規律

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