对不少理科生而言,高考物理复习里的这块内容,既是得分的关键之处,又是失分较多的领域,原子以及原子核部分,概念数量众多,模型繁杂多样,然而考点相对固定不变,只要掌握好相应方法,便能够取得事半功倍的效果,今天直接帮你把81页PPT之中的干货提取出来。
卢瑟福和他的原子核式结构
近代物理里,绕不开卢瑟福这个名字。把时间拨回到1911年,卢瑟福通过α粒子散射此类实验,有所发现了。具体而言,就是绝大多数α粒子,能够穿透金箔,然而在其中少数这个范围内,它们发生了大角度偏转这种情况,甚至还出现了被弹回的这种样子。此现象,直接把汤姆逊的“枣糕模型”给否定掉。
数据分析了实验之后,卢瑟福提出,原子的中心部位存在着一个如此这般体积最小、那般质量极大、带着正电的原子核。电子是在原子核的外面环绕着原子核进行运动的,恰似行星环绕着太阳那般。这个模型是在1911年被正式提出的,为后世对于原子结构的认知奠定了基础。
玻尔模型与能级跃迁
卢瑟福模型对原子的稳定性以及氢原子光谱无法做出解释。1913年时,玻尔进行了大胆假设,电子能够在特定的轨道上开展运动 ,而这些轨道所对应的能量是呈现“不连续”状态的,换而言之也就是量子化形态,电子于特定轨道上并不进行能量辐射。
于电子自高能级往低能级跃迁之际,会有一个光子被辐射出来,此光子的能量等同于两个能级之间的差值。反之,吸收光子便可跃迁至高能级。玻尔模型对氢原子光谱做出了成功的解释,然而推广至多电子原子时便失效了,原因在于它依旧是半经典的理论。
天然放射现象三大射线
位于1896年时,贝克勒尔察觉到铀盐能够发射出穿透力极为厉害的射线,随后居里夫妇又发现了钋与镭,天然放射现象表明原子核的内部存有着繁杂结构,这些射线被划分成三种,分别是α射线、β射线以及γ射线。
α射线属于氦核流,其具备很强的电离能力,然而穿透能力却比较弱;β射线是高速电子流,它的电离能力较弱,不过穿透能力属于较强的那种;γ射线为光子流,其电离能力乃是最弱的,可穿透能力却是最强的。在衰变过程里,原子核会释放出这些射线,自身会转变成为另一种原子核,而且衰变是遵循统计规律的,把半数原子发生衰变所需的时间称作半衰期。
核反应方程与核能计算
在核反应的进程当中,质量数以及电荷数必然得守恒,举例来说,卢瑟福凭借α粒子去轰击氮核进而发现了质子,查德威克借助α粒子去轰击铍核从而发现了中子。人工核反应开启了核物理研究的大门,同时也使得人造元素具备了成为现实的可能性。
核能的计算是依据爱因斯坦质能方程E=mc²的,当核子组合形成原子核之际,能量会被释放出来,原子核的实际质量小于那些构成它的核子质量的总和,而这个相差的值被称作质量亏损,平均每一个核子的质量亏损乘上c²便成为结合能,结合能要是越大的话,那么原子核就会越发稳定。
重核裂变与轻核聚变
1938年的时候,哈恩跟斯特拉斯曼发现了这样一个情况,用中子去轰击铀核,会使得铀核分裂成为两块中等质量的核,与此同时,还会放出2到3个中子以及巨大的能量。这一现象被称作重核裂变。要是每次裂变所放出的中子能够持续引发其他铀核发生裂变,那就能够形成链式反应。
质量较大的核由轻核结合而成时会释放能量,此即聚变,太阳内部正进行着氢核聚变,聚变所需温度极高,故而也称作热核反应,与裂变相较,聚变所产生的核废料放射性较弱,且燃料来源丰富,是未来能源的希望所在。
基本粒子与相互作用
在20世纪以前的时期,人们持有这样的观点,即原子是那种不可以再进行分割的最小粒子。当下的情况是,大家都知晓一件事,原子是由原子核以及电子所构成的,而原子核又是由质子和中子所构成的。质子和中子呢,它们又是由更为基本的夸克组成的。于此同时,物理学家将粒子划分成了强子、轻子以及传播子这三类。
强相互作用,是维持原子核稳定的力,它仅在1,0的负15次方米范围之内起作用,它克服了质子间的电磁斥力,使得核子紧紧抱在一起。β衰变过程中会出现弱相互作用。四种基本相互作用里,引力是最弱的,不过在天文学尺度它起主导作用。
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