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高中物理現(xiàn)代物理輔導(dǎo).doc

高中物理現(xiàn)代物理輔導(dǎo) 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(xué)說(shuō)（1909年。盧瑟福）
    實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)   α粒子散射實(shí)驗(yàn)——用放射源發(fā)出的α粒子穿過(guò)金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子按原方向前進(jìn)，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(gè)別被彈回．基本內(nèi)容  在原子中心有一個(gè)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(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)（原子半徑約10^-10m）。困難問(wèn)題  按經(jīng)典理論，電子繞核旋轉(zhuǎn)將輻射電磁波，能量會(huì)逐漸減小，電子運(yùn)行的軌道半徑不斷變小，大量原子發(fā)出的光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜。 2．玻爾理論（1913年。玻爾）  實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 氫光譜規(guī)律的研究。  基本內(nèi)容（三點(diǎn)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(dòng)能和電勢(shì)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(gè)定態(tài)之間躍遷時(shí)，將輻射（或吸收）一定頻率時(shí)光子；光子的能量為hν=E_初-E_終 。（3）電子繞核運(yùn)行的可能軌道是不連續(xù)的。各可能軌道的半徑r_n=n²r₁基態(tài)軌道半徑r₁。（n=1、2、3……）。困難問(wèn)題 無(wú)法解釋復(fù)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(qiáng)。 （2）β射線   高速電子流。v≈c。貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，電離作用弱。 （3）γ射線   波長(zhǎng)很短的電磁波。v=c。貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，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(shí)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(shí)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(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)． 4．原子核的組成 實(shí)驗(yàn)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(qiáng)大的核力來(lái)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)   用α粒子蓋擊鋁核首先實(shí)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(yīng)用 （1）利用射線的貫穿本領(lǐng)、電離作用或?qū)ι�物組織的物理、化學(xué)效應(yīng)。 （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(yīng)能  △E=△mc² 二、重要研究方法 1．實(shí)踐一理論一實(shí)踐     從實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）出發(fā)，提出理論，再經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)或進(jìn)行新的實(shí)踐一進(jìn)一步發(fā)展理論。例如，通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展成盧瑟福模型。通過(guò)對(duì)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(rèn)識(shí)論的這一基本思想方法。復(fù)習(xí)中也應(yīng)以此為線索，把握全章的知識(shí)結(jié)構(gòu)。 2. 守恒規(guī)律的應(yīng)用     質(zhì)量守恒、電荷守恒、能量守恒、動(dòng)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(fù)習(xí)中應(yīng)緊緊把握這些守恒規(guī)律

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