《原子的核式结构》复习教学设计.docx
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1、原子的核式结构复习教学设计原子的核式结构 原子的核式结构玻尔理论自然放射现象一、学问点梳理1、原子的核式结构(1)粒子散射试验结果:绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏转。(2)原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转(3)原子核的大小:原子的半径大约是10-10米,原子核的半径大约为10-14米10-15米2、玻尔理论有三个要点:(1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的电子虽然绕核旋转,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态(2)原子从一种定态跃迁到另肯定态时
2、,它辐射(或汲取)肯定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差确定即h=E2-E1(3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动原子的定态是不连续的,因而电子的可能轨道是分立的在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,各状态对应的能量也是不连续的,这些不连续的能量值的能量值叫做能级。3、原子核的组成核力原子核是由质子和中子组成的质子和中子统称为核子将核子稳固地束缚在一起的力叫核力,这是一种很强的力,而且是短程力,只能在20X10-15的距离内起作用,所以只有相邻的核子间才有核力作用4、原子核的衰变(1)自然放射现象:有些元素自发地放射出看不见的射线,这种现象叫自然放射现象(2)放射性元素
3、放射的射线有三种:、射线、射线,这三种射线可以用磁场和电场加以区分,如图15.2-1所示(3)放射性元素的衰变:放射性元素放射出粒子或粒子后,衰变成新的原子核,原子核的这种改变称为衰变衰变规律:衰变中的电荷数和质量数都是守恒的(4)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所须要的时间称为半衰期不同的放射性元素的半衰期是不同的,但对于确定的放射性元素,其半衰期是确定的它由原子核的内部因素所确定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关(5)同位素:具有相同质子数,中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置,互称同位素。二、典型例题例1如图15-2-2所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射试验装置的示意
4、图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,视察到的现象,下述说法中正确的是A放在A位置时,相同时间内视察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时,相同时间内视察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C放在C、D位置时,屏上视察不到闪光D放在D位置时,屏上仍能视察一些闪光,但次数极少解析依据粒子散射现象,绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏转,本题应选择A、B、D点评本题考查学生是否驾驭卢瑟福的粒子散射试验结果。例2氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中()A原子要汲取光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大B原子要放出光子,电子的动能减小,原
5、子的电势能减小,原子的能量也减小C原子要汲取光子,电子的动能增大,原子的电势能减小,原子的能量增大D原子要汲取光子,电子的动能减小,原子的电势能增大,原子的能量增加解析依据玻尔理论,氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时,其能量越大,由能量公式En=(E1=-136eV)可知,电子从低轨道(量子数n小)向高轨道(n值较大)跃迁时,要汲取肯定的能量的光子故选项B可解除氢原子核外电子绕核做圆周运动,其向心力由原子核对电子的库仑引力供应,即=,电子运动的动能Ek=mv2=由此可知:电子离核越远,r越大时,则电子的动能就越小,故选项A、C均可解除由于原子核带正电荷,电子带负电荷,事实上异性电荷远离过程
6、中需克服库仑引力做功,即库仑力对电子做负功,则原子系统的电势能将增大,系统的总能量增加,故选项D正确点评考查对玻尔理论、库仑定律、圆周运动规律及电场力做功性质的综合运用的实力例3关于自然放射现象,以下叙述正确的是()A若使放射性物质的温度上升,其半衰期将减小B衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C在、这三种射线中,射线的穿透实力最强,射线的电离实力最强D铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次衰变和10次衰变解析半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所确定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关A错;衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,B对;依据三种射线的物理
7、性质,C对;U的质子数为92,中子数为146,Pb的质子数为82,中子数为124,因而铅核比铀核少10个质子,22个中子。留意到一次衰变质量数削减4,故衰变的次数为x=8次。再结合核电荷数的改变状况和衰变规律来判定衰变的次数y应满意2x-y+8292,y2x-10=6次。故本题正确答案为B、C。点评1本题考查衰变、衰变的规律及质量数,质子数、中子数之间的关系。2衰变放出的电子并不是由核外电子跃迁出来的,而是从核中衰变产生的。例4、如图15-2-3K-介子衰变的方程为,其中K-介子和-介子带负的基元电荷,0介子不带电。一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧AP,衰变后产生的-
8、介子的轨迹为圆弧PB,两轨迹在P点相切,它们的半径RK-与R之比为21。0介子的轨迹未画出。由此可知-介子的动量大小与0介子的动量大小之比为A.11B.12C.13D.16解析依据题意,分别计算出带电粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径。依据动量的定义,分别求出两个介子的动量大小,再从图中确定两个介子动量的方向,最终运用动量守恒,计算出粒子的动量大小。qvKB=mK,RK=R,pK=-p+p,p。正确选项为(C)点评这题以基本粒子的衰变为情景,涉及带电粒子在磁场中运动规律和动量守恒等学问点,是一道综合性题目。带电粒子在磁场中受到洛伦磁力作用,该力的方向与粒子的速度方向垂直,因此,带电粒子作圆周运动
9、。依据动量守恒,基本粒子衰变前后的总动量不变,但计算过程要主留意动量的方向问题。例5若原子的某内层电子被电离形成空位,其它的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线。内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离。试验测得从原子的K、L、M层电离出的动能分别为EK=1.
10、323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.则可能放射的特征X射的能量为A0.013MeVB0.017MeVC0.076MeVD0.093MeV解析电子电离后的动能等于汲取的能量减去电子原来所处的能级的能量,所以原子核的K层的能量为0093MeV,原子核的L层的能量为0017MeV,原子核的M层的能量为0004MeV。所以可能放射的特征X射的能量为0076MeV、0087MeV、0013MeV。故正确为A、C点评这是一道信息题要求学生能把题中所给的学问与已学学问有机结合。学生首先要弄清电子的电离能、动能与汲取能量的关系。三、过关测试1、用a、b两束单色光分别照耀同一双缝干涉装
11、置,在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样,其中甲图是a光照耀时形成的,乙图是b光照耀时形成的。则关于a、b两束单色光,下述正确的是BAa光光子的能量较大B在水中a光传播的速度较大C若用a光照耀某金属时不能打出光电子,则用b光照耀该金属时肯定打不出光电子D若a光是氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n3的能级向n2的能级跃迁时产生的2、德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的试验探讨。如图(1)他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。极射发出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速,。电子到达栅极R时,电场做功eUR。此后电子通过栅极R和阳极A之间的减速电
12、压UA。通过阳极的电流如图(2)所示,随着加建电压增大,阳极电流在短时间内也增大。但是到达一个特定的电压值UR后视察到电流突然减小。在这个电压值上,电于的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子。参与碰撞的电子交出其能量,速度减小,因此刻达不了阳极阳极电流减小。eUR即为基态气体原于的激发能。得到汞原子的各条能级比基态高以下能量值:4.88eV,6.68eV,8.78eV,10.32eV(此为汞原子的电离能)。若一个能量为7.97eV电子进入汞蒸气后测量它的能量大约是 A.4.88eV或7.97eVB.4.88eV或6.68eVC.2.35eV或7.97eVD.1.29eV或3.09eV或7.97eV
13、D 3、某原子核的衰变过程是ABC,下述说法中正确的是,A核C比核B的中子数少2B核C比核A的质量数少5C原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多2D核C比核A的质子数少14、原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不放射光子例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不放射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-,式中n=1,2,3表示不同能级,A是正的已知常数上述俄歇电子的动能是(A)A(B)A(C)A(D)A5、地球的年龄
14、究竟有多大,科学家利用自然放射性元素的衰变规律,通过对目前发觉最古老的岩石中铀和铅含量来推算。测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀238衰变后形成铅206,铀238的相对含量随时间改变规律如图所示,图中N为铀238的原子数,N0为铀和铅的总原子数由此可以推断出BDA铀238的半衰期为90亿年B地球的年龄大致为45亿年C被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为14D被测定的古老岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为136关于氢原子能级的跃迁,下列叙述中正确的是()A用波长为60nm的伦琴射线照耀,可使处于基态的氢原子电离出自由电子B用能量为10
15、2eV的光子照耀,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为110eV的自由电子轰击,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D用能量为125eV的光子照耀,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态7、氢原子从能级A跃迁到能级B时,辐射出波长为1的光子,从能级A跃迁到能级C时,辐射出波长为入2的光子若入1入2,则氢原子从能级B跃迁到能级C时,将_光子,光子的波长为_。8、太赫兹辐射(1THz=1012Hz)是指频率从0.3THz到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域,所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广袤的应用前景最近,科学家最终研制出以红外线激光器为基础
16、的首台可产生4.4THz的T射线激光器,从而使T射线的有效利用成为现实。已知普朗克常数h=6.631034Js,关于4.4THz的T射线,下列说法中错误的是BCA它在真空中的速度为3.0108m/sB它是某种原子核衰变时产生的C它的波长比可见光短D它的光子的能量约为2.91021J9、氢原子从能级A跃迁到能级B汲取频率为的光子,从能级A跃迁到能级C释放频率为的光子,若,则当它从能级B跃迁到能级C时,将A放出频率为的光子B放出频率为的光子C汲取频率为的光子D汲取频率为的光子10、日光灯中有一个启动器,其中的玻璃泡中装有氖气。启动时,玻璃泡中的氖气会发出红光,这是由于氖原子的A自由电子周期性运动而
17、产生的B外层电子受激发而产生的C内层电子受激发而产生的D原子核受激发而产生的11、已知氦离子He+能级En与量子数n的关系和氢原子能级公式类似,处于基态的氦离子He+的电离能为E54.4eV。为使处于基态的氦离子He+处于激发态,入射光子所需的最小能量为A13.6eVB40.8eVC48.4eVD54.4eV12、如图15.2-5所示是工厂利用放射线自动限制铝板厚度的装置示意图(1)请简述自动限制的原理(2)假如工厂生产的是厚度为1mm的铝板,在三种射线中,哪一种对铝板的厚度限制起主要作用,为什么?参考答案1.B2.D3.A4.B5.BD6.ABC7.辐射8.BC9.B10.B11.B12.(
18、1)放射线具有穿透本事,假如向前移动的铝板的厚度有改变,则探测器接收到的放射线的强度就会随之改变,将这种改变转变的电信号输入到相应的装置,自动地限制图中右侧的两个轮间的距离,达到自动限制铝板厚度的目的(2)射线起主要作用,因为射线的贯穿本事很小,一张薄纸就能把它拦住,更穿不过1mm的铝板;射线的贯穿本事很强,能穿过几厘米的铅板当铝板厚度发生改变时,透过铝板的射线强度改变较大,探测器可明显地反映出这种改变,使自动化系统做出相应的反应。 原子的核式结构教学反思 原子的核式结构教学反思 原子是很抽象的,既看不见又摸不着,且本节课教学内容理论性较强,不能像化学试验那样能激发学生的学习爱好。再加上学生对
19、这部分学问知之甚少,所以就给探究活动制造了困难。因此在备课时就始终思索怎样才能把无聊的理论课上得生动好玩,吸引学生使之参加课堂。经过多方思索,我确定在课件上多下功夫,在课件中加入视频、flash动画、声音等元素,尽量使ppt吸引学生眼球。事实证明这一想法是正确的,上完这节课后我最大体会是有效的运用多媒体进行教学可以使枯燥乏味的理论课变得生动好玩,使抽象难懂的理论学问变得形象、详细。比如在进行原子核外电子运动及排布、离子的形成等学问点时,借助视频或动画讲看不见、摸不着的原子实实在在地呈现在学生面前,生动的动画演示过程将原子核外电子运动这一抽象的学问形象的呈现在学生面前,使学生一看就懂,一学就会。
20、这样图文并茂、生动形象的多媒体教学方式不仅帮学生化解了难点更激发了学生的学习热忱和自信念。在这节课教学中,每到视频或动画播放环节时,学生的学习热忱就会高涨。就连平常不留意听讲的同学,到这一环节时,都表现出极高的学习爱好,主动参加课堂教学。所以在教学中有效的运用多媒体可以吸引学生参加课堂,使之成为课堂的主子。 然而本节课并非没有缺憾,本节课中不能运用多媒体的纯理论教学环节中,由于问题设置难度较大,多数学生回答不上来,使课堂氛围一度低沉,部分学生此时出现走神现象,所以我在思索:符合学生实际状况的问题设置是否也能提高学生课堂的参加度呢?这一想法有待验证。 高三物理教案:原子的核式结构教学设计 本文题
21、目:高三物理教案:原子的核式结构 原子的核式结构 玻尔理论 自然放射现象 一、学问点梳理 1、原子的核式结构 (1) 粒子散射试验结果:绝大多数 粒子沿原方向前进,少数 粒子发生较大偏转。 (2)原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转. (3)原子核的大小:原子的半径大约是10-10米,原子核的半径大约为10-14米10-15米. 2、玻尔理论有三个要点: (1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋转,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态. (2)原子
22、从一种定态跃迁到另肯定态时,它辐射(或汲取)肯定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差确定.即h=E2-E1 (3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动.原子的定态是不连续 的,因而电子的可能轨道是分立的. 在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,各状态对应的能量也是不连续的,这些不连续的能量值的能量值叫做能级。 3、原子核的组成 核力 原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子. 将核子稳固地束缚在一起的力叫核力,这是一种很强的力,而且是短程力,只能在2.0X10-15的距离内起作用,所以只有相邻的核子间才有核力作用. 4、原子核的衰变 (1)自然放射现象:有些元素自发地
23、放射出看不见的射线,这种现 象叫自然放射现象. (2)放射性元素放射的射线有三种: 、 射线、 射线, 这三种射线可以用磁场和电场加以区分,如图15.2-1 所示 (3)放射性元素的衰变:放射性元素放射出 粒子或 粒子后,衰变成新的 原子核,原子核的这种改变称为衰变. 衰变规律:衰变中的电荷数和质量数都是守恒的. (4)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所须要的时间称为半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的,但对于确定的放射性元素,其半衰期是确定的.它由原子核的内部因素所确定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关. (5)同位素:具有相同质子数,中子数不同的原子在元素周期表中处于同一
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- 原子的核式结构 原子 结构 复习 教学 设计
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