高三物理復(fù)習(xí)：原子物理-資料下載頁
2024-11-18 22:42本頁面
【導(dǎo)讀】子繞核運(yùn)動的向心力就是核對它的庫侖力.的大小數(shù)量級在10-15～10-14m之間.經(jīng)典電磁理論對原子核式結(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；事實上原子是穩(wěn)定的.為E初）躍遷到另一種定態(tài)時，量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即h=E初-E終。的分布也是不連續(xù)的.n為量子數(shù)，只能取正整數(shù)，En是半徑為rn的軌道的能量值，它等于核外電子在該軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)時動能和原子的電勢能總和，若規(guī)定無限遠(yuǎn)處為零電勢點，則E1=.在α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度偏轉(zhuǎn)，3的三種光，則該定態(tài)一定為第三能級，再由。三種光的頻率的大小和氫原子能級關(guān)系，當(dāng)有h?估算運(yùn)動員跑步時的德布羅意波的波長，是人們研究原子核的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的有力武器.
【正文】 能，這些能量在一定條件下也可轉(zhuǎn)化成其他形式的能量 . （ 1） . HeThU 422349023892 ?? (2)核衰變的系統(tǒng)受的合外力為 0，所以動 量守恒，即 0=mv+MV；（ m、 M分別代表 ?粒子 和新核的質(zhì)量， v、 V分別表示 ?粒子和新核衰 變后的速度），則： V=mv/M=2 104m/s， 即新核的運(yùn)動方向與 α 粒子的運(yùn)動方向相反， 所以叫做反沖核 . (3)衰變前，鈾 238的動能為 0，衰變后系統(tǒng)的 總動能增大： △ E=1/2mv2+1/2MV2=1. 23 107J，這就 是由核衰變放出的能量轉(zhuǎn)化而來的，相應(yīng)的質(zhì) 量虧損可由質(zhì)能方程得： △ m=△ E/c2= 1031kg. 【 解題回顧 】 在討論核反應(yīng)前后粒子速度 或動能時，注意利用動量原理，同時應(yīng)注 意反應(yīng)中是否有核能釋放，以及核能是否 都以動能形式釋放 . 【 例 2】 太陽不斷地向外輻射能量 .太陽內(nèi)部 存在有大量氫，在超高溫作用下氫原子被電離， 互相碰撞，能使 4個氫核聚變?yōu)?1個氦核，同時 釋放出大量能量 .已知質(zhì)子質(zhì)量 mH=， α 粒子的質(zhì)量 ma=，電子質(zhì)量 me=. （ 1）寫出該反應(yīng)方程式；（ 2）核反應(yīng)中釋放 的能量為多少兆電子伏特？合多少焦耳？ 【 解析 】 根據(jù)核反應(yīng)方程時質(zhì)量守恒和電荷數(shù)守恒，可寫出反應(yīng)方程，由質(zhì)能關(guān)系和質(zhì)量虧損可求出釋放的能量 . （ 1） . (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 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)動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)，現(xiàn)測得 ?粒子運(yùn)動的軌道半徑 R，試求在衰變過程中 的質(zhì)量虧損，（涉及動量問題時，質(zhì)量虧損 可近乎忽略） . 【 解析 】 該衰變放出的 ?粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑 R與運(yùn)動速度 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，由衰變過程動量守恒： 0=m2v(m1m2)v′。 又衰變過程的能量來源于質(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】 受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn) 生 和 ，同時放出 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發(fā)電，那么一天需 要純鈾 235的質(zhì)量為多大？ Ba13956 Kr9436【 解析 】 鈾 235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能，計算出 50萬千瓦的電站一天發(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。 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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