高考物理原子物理總復(fù)習(xí)(更新版)
【正文】 . (2)△ m=4mHmHe2me= △ E=△ mc2== 1012J. eHeH 014221 24 ??【 例 3】 云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中，一靜止的質(zhì)量為 m1的原子核在云室中發(fā) 生一次 ?衰變， ?粒子的質(zhì)量為 m2，電量為 q， 其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)，現(xiàn)測(cè)得 ?粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 R，試求在衰變過程中 的質(zhì)量虧損，（涉及動(dòng)量問題時(shí)，質(zhì)量虧損 可近乎忽略） . 【 解析 】 該衰變放出的 ?粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑 R與運(yùn)動(dòng)速度 v的關(guān)系，可由洛倫茲力和牛頓定律推導(dǎo)Bqv=m2v2/，同樣適用于微觀世界，由衰變過程動(dòng)量守恒： 0=m2v(m1m2)v′。 ，有的甚至被彈回 .該實(shí)驗(yàn)就是 α 粒子散射實(shí) 驗(yàn) . ：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn) . 原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，所以整個(gè)原子是中性的，電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力就是核對(duì)它的庫(kù)侖力 . ：原子的大小數(shù)量級(jí)大約是 1010m，原子核的大小數(shù)量級(jí)在 1015～ 1014m之間 . 二、玻爾的量子化模型 （ 1）經(jīng)典電磁理論對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的解釋中認(rèn)為，原子是不穩(wěn)定的，電子繞核旋轉(zhuǎn)，并不斷向外輻射電磁波，因此電子的能量不斷衰減，最終電子隕落到原子核上；事實(shí)上原子是穩(wěn)定的 . （ 2）經(jīng)典電磁理論認(rèn)為原子發(fā)射的光譜，由于原子能量逐漸衰減，因此其輻射的電磁波的頻率應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的；事實(shí)上原子發(fā)生產(chǎn)生的光譜是不連續(xù)的 . ： . (1)三個(gè)假設(shè)： ①定態(tài)假設(shè) —— 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 . ②躍遷假設(shè) —— 原子從一種定態(tài)（設(shè)能量 為 E初）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為 E終）時(shí)， 它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能 量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 h =E初 E終 。 又衰變過程的能量來(lái)源于質(zhì)量虧損， 則有： △ m2c2=1/2(m1+m2)v′ 2+1/2m2v2聯(lián)立解得： 221222221212222 )(2)2(mmCmmmmmRBqm?????【例 4】 受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn) 生 和 ，同時(shí)放出 200兆電子伏特的 能量 .現(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是 50萬(wàn)千瓦的核電 站，用鈾 235作為原子鍋爐的燃料 .假設(shè)核裂 變釋放的能量全部被用來(lái)發(fā)電，那么一天需 要純鈾 235的質(zhì)量為多大？ U23592Ba13956 Kr9436【 解析 】 鈾 235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能，計(jì)算出 50萬(wàn)千瓦的電站一天發(fā)出的電能，也是一天所需的鈾 235釋放的核能，進(jìn)而求得鈾 235的質(zhì)量 . 一天發(fā)出的電能為 : E=50 107 86400= 1013J。原子物理 ? 原子結(jié)構(gòu) ? 原子核組成 ? 核能 原子的核式結(jié)構(gòu)與玻爾理論 一、原子的核式結(jié)構(gòu) ：用 α 粒子轟擊金箔，結(jié)果大多 數(shù) α 粒子穿過金箔后沿原方向前進(jìn)，少數(shù) α 粒子 發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù) α 粒子偏轉(zhuǎn)角度超過 90176。 所需純鈾 235的質(zhì)量為 m，有 : E=(m/235) 1023 200 106 1019J；可得 :m=527g.
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