高考原子物理专题讲解精选文档.ppt
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1、高考原子物理专题讲解本讲稿第一页,共五十二页17A 原子核式结构1897 汤姆孙汤姆孙发现电子发现电子 阴极射线实验阴极射线实验葡萄干蛋糕模型葡萄干蛋糕模型蛋糕胚:蛋糕胚:正电荷和质量正电荷和质量均匀分布均匀分布葡萄干:电子葡萄干:电子镶嵌镶嵌本讲稿第二页,共五十二页粒子散射实验轰击对象:金原子轰击对象:金原子(金箔金箔)炮弹:炮弹:粒子粒子实验装置装置实验猜想猜想实验结果:果:绝大多数、少数、极少数、个大多数、少数、极少数、个别本讲稿第三页,共五十二页 正电荷正电荷 电电 子子 粒子粒子 均匀均匀分布分布 质量小质量小 质量大质量大(7300倍倍)作用作用力抵消力抵消 像尘埃像尘埃 像子弹像
2、子弹汤姆孙模型败北本讲稿第四页,共五十二页卢瑟福原子模型(核式结构模型)在原子的中心有一个在原子的中心有一个很小很小的核,叫原子核。的核,叫原子核。原子的原子的全部正电荷全部正电荷和和几乎全部质量几乎全部质量都集中在都集中在原子核里。原子核里。带负电的电子在核外空间不停地带负电的电子在核外空间不停地绕核运动绕核运动。本讲稿第五页,共五十二页卢瑟福成功解释粒子散射现象本讲稿第六页,共五十二页-原子的核式结构原子的核式结构 :是什么力是什么力提供提供电子做圆周运动的向心力电子做圆周运动的向心力?本讲稿第七页,共五十二页F库仑力电子原子核v卢瑟福核式模型本讲稿第八页,共五十二页如何估算原子核的大小?
3、已知点电荷形成电场中距离场源电荷中已知点电荷形成电场中距离场源电荷中心为心为r的某点电势的某点电势kQ/r。一个。一个粒子粒子以速度以速度v0 0 0 0从原子表面正从原子表面正对原子核入射,原子核入射,设粒粒子子刚达到原子核表面达到原子核表面时速度减速度减为零,零,试估估算原子核的尺寸。(原子半径算原子核的尺寸。(原子半径为r0 0 0 0)本讲稿第九页,共五十二页 原子和原子核的大小:原子直径数量级约为原子直径数量级约为 10 10米米原子核直径的数量级约为原子核直径的数量级约为 10 15米米本讲稿第十页,共五十二页 17B 天然放射现象天然放射现象某些元素能某些元素能自发地自发地放出射
4、线的现象叫做天然放射放出射线的现象叫做天然放射现象。现象。这些元素称为放射性元素。这些元素称为放射性元素。1、天然放射现象是、天然放射现象是贝可勒尔贝可勒尔发现的。发现的。2、天然放射现象的发现说明原子核有内部结构。、天然放射现象的发现说明原子核有内部结构。放射线的种类和性质放射线的种类和性质 三种射线的来源三种射线的来源3、本讲稿第十一页,共五十二页天然放射现象不偏转的是粒子;向正极板偏转且偏转角最大的是粒子;向负极板偏转的是粒子。本讲稿第十二页,共五十二页带带电电量量质质量量数数符号符号电离电离性性穿透性穿透性实实 质质来来 源源射射线线射射线线射射线线+2e+2e-e0 040 00很强
5、很强很强很强较弱较弱较弱较弱很弱很弱很弱很弱很弱很弱(一(一(一(一张普通纸)张普通纸)张普通纸)张普通纸)较较较较 强强强强(几几几几毫米铝板)毫米铝板)毫米铝板)毫米铝板)很强很强很强很强(几厘几厘几厘几厘米铅板)米铅板)米铅板)米铅板)高速高速粒粒子子流流0.1c0.1c高速高速高速高速电子流电子流电子流电子流约为光速约为光速约为光速约为光速波长极短的波长极短的波长极短的波长极短的电磁波电磁波电磁波电磁波光子流光子流光子流光子流两个中子和两个质子两个中子和两个质子两个中子和两个质子两个中子和两个质子结合成团从原子核中结合成团从原子核中结合成团从原子核中结合成团从原子核中放出放出放出放出原
6、子核中的中子原子核中的中子原子核中的中子原子核中的中子转换成质子时从转换成质子时从转换成质子时从转换成质子时从原子核中放出原子核中放出原子核中放出原子核中放出伴随伴随射线和射线和射线产生射线产生本讲稿第十三页,共五十二页三、探测射线的仪器四、放射性的应用五、放射性辐射的防护(见教材P2934)本讲稿第十四页,共五十二页放射性同位素的应用:放射性同位素的应用:1、利用其射线利用其射线利用其射线利用其射线:利用强贯穿本领,如利用强贯穿本领,如射线探伤,检查金属中间的射线探伤,检查金属中间的裂纹和砂眼;裂纹和砂眼;利用电离本领,如使空气导电,将静电泄漏掉(造利用电离本领,如使空气导电,将静电泄漏掉(
7、造纸厂中用);纸厂中用);对生物组织产生物理和化学作用:培育优良品种、消毒对生物组织产生物理和化学作用:培育优良品种、消毒对生物组织产生物理和化学作用:培育优良品种、消毒对生物组织产生物理和化学作用:培育优良品种、消毒等。等。等。等。2 2、利用其本身作为示踪原子利用其本身作为示踪原子:其主要贡献之一就是证明了人工合成的牛胰岛素和天其主要贡献之一就是证明了人工合成的牛胰岛素和天其主要贡献之一就是证明了人工合成的牛胰岛素和天其主要贡献之一就是证明了人工合成的牛胰岛素和天然的牛胰岛素是同种物质。然的牛胰岛素是同种物质。然的牛胰岛素是同种物质。然的牛胰岛素是同种物质。本讲稿第十五页,共五十二页二、衰
8、变1、原子核放出射线后变成新的原子核、原子核放出射线后变成新的原子核 衰变种类:衰变种类:衰变、衰变、衰变衰变2、衰变规律:、衰变规律:衰变衰变衰变衰变原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。本讲稿第十六页,共五十二页练习本讲稿第十七页,共五十二页人体自燃现象人体自燃,是指身体未与外界火种接触而自行地着火燃烧。普通火灾中的死者即使在猛烈的大火中,只会是外层皮肤烧焦,自燃的死者却只剩下四肢末端,其余都烧成灰烬,而尸旁的家具和墙纸只有轻微损毁。要把人体的组织和骨骼烧为灰烬,只有在温度超过华氏3000度的高压火葬场才有可能。而至于烧焦了的尸体上仍然有未损坏的衣物或皮肉完整的残肢,是不可能的。人体自燃早在1
9、7世纪的医疗报告中就已经有所记载了。一直到20世纪,有文献记载的事例200余宗。本讲稿第十八页,共五十二页英国伦敦的一个晚上,19岁的波利列斯里在大街上散步。突然,他感到周身发热。他环身而视,发现自己的身体竟喷出火来。火瞬时在他上半身燃烧起来,难以忍受的高热和疼痛同时向他袭来。列斯里双手蒙脸,希望能保住自己的眼睛。但是火势凶猛,他的胸、背、腕都像被烙铁烫着那么疼痛,大脑有煮沸的感觉。他想奔跑,但是没跨出几步就重重地摔倒了,想不到他身上的火焰一下子又完全熄灭了。随后数分钟,钻心的疼痛又降临到他身上,列斯里咬住牙,走到了附近的医院。几星期后他终于在医生精心治疗下,痊愈出院了。本讲稿第十九页,共五十
10、二页 1725年2月19日,发生于法国来茵,一家客店的女主人米勒太太被发现在厨房火炉旁边烧成灰烬,只剩下部分头颅、下肢和一点脊椎,部分地板也被烧过。1731年4月4日,发生在意大利,一位62岁的公爵夫人被发现身体烧得只剩下部分头颅和四肢。本讲稿第二十页,共五十二页从以上数例人体自燃情况看,人体自燃都是发生在躯干和头部。这与人体任督二脉区域吻合。任督二脉闭合的腔路,好比现代核物理试验装置的闭合加速器。人体自燃是极端个别的事故,好比是电路短路,独特的原因触动了体内链式核反应。核反应的能量是可以达到3000度以上的高温的。人体中的核反应,即不同于核裂变,也不同于核聚变,是独特的先聚后裂核反应。本讲稿
11、第二十一页,共五十二页我们知道过量的放射性化疗、核辐射等放射性辐射会使人脱发。大学教授,科技人员等用脑量大的人,秃顶的比较多,可是他们并没有做化疗或受到核辐射,是因为他们用脑量大,消耗能量大,过量氚的放射性辐射使他们脱发-秃顶。人体内氚化水的含量高出自然界数万倍,只有自身生产这一原因。有足够量的重水,才能产出足够多的氚水,氚足够多衰变量才能大,体内的能量功率强大,生命力也就强大。能量低到一定程度,不够维持生命所须的最低功率,生命就结束。我们激烈运动和过度劳累,感到疲倦就是所消耗的能量超过补充的能量。人是以由碳氢化合物为主组成有机体,有足够的氚碳14等放射性元素,衰变有足够的物质基础,衰变放出的
12、能量,是生命活动最根本的能源。本讲稿第二十二页,共五十二页练习谁发现电子?提出什么模型谁发现电子?提出什么模型?原子是什么模型?谁提出?模型的观点?原子是什么模型?谁提出?模型的观点?天然放射现象谁发现的?说明了什么?天然放射现象谁发现的?说明了什么?有哪些射线?性质是什么?有哪些射线?性质是什么?什么是衰变?哪几种形式?反应方程如何?什么是衰变?哪几种形式?反应方程如何?本讲稿第二十三页,共五十二页练习本讲稿第二十四页,共五十二页3、半衰期、半衰期放射性元素的原子核有放射性元素的原子核有半数半数发生衰变所需的时发生衰变所需的时间。间。计算公式:表示未衰变的原子核个数(质量)计算公式:表示未衰
13、变的原子核个数(质量)本讲稿第二十五页,共五十二页特点:特点:半衰期半衰期短短的元素衰变得快,放射性较强。的元素衰变得快,放射性较强。半衰期只取决于半衰期只取决于核内部核内部情况,与所处的情况,与所处的物理(温度压强)、化学(单质化合物)物理(温度压强)、化学(单质化合物)状态无关。状态无关。本讲稿第二十六页,共五十二页注意事项:注意事项:半衰期不是周期。半衰期不是周期。表现表现大量大量原子核的统计规律,几个原子核则原子核的统计规律,几个原子核则不讨论半衰期。不讨论半衰期。公式中公式中N剩剩表示表示老老原子核剩下的个数,而非原子核剩下的个数,而非衰变后剩下的原子核总数。衰变后剩下的原子核总数。
14、衰变速率衰变速率(单位时间内衰变的个数)与考察(单位时间内衰变的个数)与考察时刻未衰变原子核总个数成正比。时刻未衰变原子核总个数成正比。本讲稿第二十七页,共五十二页17C 原子核的组成天然衰变:原子核天然衰变:原子核自发自发转变新原子核。转变新原子核。人工转变:人工转变:人为地用人为地用高能粒子高能粒子 撞击原子核,使它撞击原子核,使它转变为另一种新的原子核。转变为另一种新的原子核。常用常用粒子、中子作为粒子、中子作为“炮弹炮弹”轰击其它原轰击其它原子核。子核。本讲稿第二十八页,共五十二页一、卢瑟福发现质子(人工转变一、卢瑟福发现质子(人工转变1)1、卢瑟福实验:卢瑟福实验:粒子轰击氮核粒子轰
15、击氮核2、实验装置:实验装置:充氮气前:看不到荧光充氮气前:看不到荧光充氮气后:荧光出现了充氮气后:荧光出现了 说明:说明:说明:说明:粒子轰击氮核后产粒子轰击氮核后产粒子轰击氮核后产粒子轰击氮核后产生生生生新的粒子新的粒子新的粒子新的粒子穿透了铝箔。穿透了铝箔。穿透了铝箔。穿透了铝箔。本讲稿第二十九页,共五十二页3、核反应方程:核反应方程:本讲稿第三十页,共五十二页二、查德威克发现中子(人工转变二、查德威克发现中子(人工转变2)1、发现中子实验:、发现中子实验:粒子轰击铍核粒子轰击铍核2、实验装置:、实验装置:将将粒子轰击铍核产生的射线再轰击石粒子轰击铍核产生的射线再轰击石蜡,打出质子。蜡,
16、打出质子。本讲稿第三十一页,共五十二页 将将粒子轰击铍核产生的射线再轰击石蜡,打出质粒子轰击铍核产生的射线再轰击石蜡,打出质子,子,射线的能量没有如此大能量。射线的能量没有如此大能量。将该射线引入电场,不偏转,说明不带电将该射线引入电场,不偏转,说明不带电 测出测出“不带电不带电”射线的速度约为射线的速度约为c/10/10,肯定排除,肯定排除,肯定排除,肯定排除 射线射线射线射线 未知粒子的质量接近质子的质量(比质子质量稍大一点)未知粒子的质量接近质子的质量(比质子质量稍大一点)未知粒子的质量接近质子的质量(比质子质量稍大一点)未知粒子的质量接近质子的质量(比质子质量稍大一点)3、核反应核反应
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