网校教育资源平台

2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-5 裂变和聚变

评价文档:
文档评论: 0

相关文档推荐

2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:第四章 原子核 章末检测
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:第三章 原子结构之谜 章末检测
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:模块检测2
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:第一章 碰撞与动量守恒 章末检测
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:模块检测1
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5:第二章 波粒二象性 章末检测
免费
4-7 核能利用 小粒子与大宇宙
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:2-2 光子
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:2-5 德布罗意波
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:3-4 原子的能级结构
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-6
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:2-3
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:3-2 原子的结构
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-1
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-5 裂变和聚变
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:1-3 动量守恒定律在碰撞中的应用
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:1-4 反冲运动
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-4 核力与结合能
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:1-5 自然界中的守恒定律
免费
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:2-1 光电效应
免费
分享到:
10积分 下载
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                             章末整合提升


 一、对   α 粒子散射实验及核式结构模型的理解
 1.α 粒子散射实验结果
 α 粒子穿过金箔后,绝大多数            α 粒子仍沿原来的方向前进,但有少数                α 粒子发
生了大角度偏转,极少数偏转的角度甚至大于                     90°,也就是说它们几乎被“撞
了回来”.

 2.核式结构学说
 在原子的中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中
 在原子核内,电子绕核运转.
 【例  1】 (多选)关于      α 粒子散射实验现象的分析,下列说法正确的是(  )

 A.绝大多数     α 粒子沿原方向运动,说明正电荷在原子内均匀分布,是                        α 粒子
 受力平衡的结果

 B.绝大多数     α 粒子沿原方向运动,说明这些             α 粒子未受到明显的力的作用,
说明原子是“中空”的

 C.极少数    α 粒子发生大角度偏转,说明原子内质量和电荷量比                      α 粒子大得多
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

 的粒子在原子内分布空间很小

 D.极少数    α 粒子发生大角度偏转,说明原子内的电子对                   α 粒子的吸引力很大
 答案 BC
 解析 在    α 粒子散射实验中,绝大多数            α 粒子沿原方向运动,说明           α 粒子未受
到原子核明显的力的作用,也说明原子核相对原子来讲很小,原子内大部分空
间是空的,故       A 错,B   对;极少数发生大角度偏转,说明受到金原子核明显的
力的作用的空间在原子内很小,α               粒子偏转,而金原子核未动,说明金原子核
的质量和电荷量远大于           α 粒子的质量和电荷量,电子的质量远小于                  α 粒子,
α 粒子打在电子上,α         粒子不会有明显偏转,故           C 对,D   错.
 二、对玻尔原子结构的理解

 1.氢原子的能级
 对氢原子而言,核外的一个电子绕核远行时,若半径不同,则对应的原子能量
 也不同.

                       E1

 原子各能级的关系为         En=n2 (n=1,2,3…)

 对于氢原子而言,基态能级:E1=-13.6 eV
 2.氢原子的能级图
 氢原子的能级图如图         1 所示.


                         
                                 图  1
 【例  2】 图    2 为氢原子最低的四个能级.氢原子在这些能级之间跃迁,所辐
 射的光子频率最多有几种?其中最小频率等于多少?


                                 图  2
               中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

答案 6 1.6×1014 Hz
解析 根据谱线种数公式,频率种数最多为

   nn-1   4 × 4-1
N=    2   =    2    =6.
                                                          E4-E3

从能级   E4 跃迁到   E3,辐射的光子能量最小,频率最低,且为                  νmin=  h  =
[-0.85--1.51] × 1.6 × 10-19
       6.63 × 10-34       Hz
=1.6×1014 Hz.

针对训练    1 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的过
程中(  )
A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大
B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小
C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小
D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大
答案 D
解析 根据玻尔理论,氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大,必
须吸收一定能量的光子后,电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道,
故 B 错;氢原子核外电子绕核做圆周运动,由原子核对电子的库仑力提供向心
力,

    e2   v2
即:kr2=m   r ,
      1       e2 1
         2          2
又 Ek=2mv  则  k2r=2mv ,
      ke2

即 Ek= 2r .由此式可知:电子离核越远,r            越大时,电子的动能越小,故              A、
C 错;r  变大时,库仑力对核外电子做负功,因此电势能增大,则                         D 正确.
三、原子的能级跃迁与电离

1.能级跃迁的两种方式
(1)辐射和吸收光子发生跃迁,可表示如下:
           放吸出收光子hν=Em-En
        
高能级   Em    低能级   En
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

 (2)吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而发生跃迁.
 由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于

 或等于两能级的能量差(E=Em-En,m>n),均可使原子发生能级跃迁.
 2.电离的两种方式
 (1)吸收光子能量发生电离.当光子能量大于或等于                    13.6  eV 时,可以被处于基
 态的氢原子吸收,使氢原子电离;当光子能量大于                      13.6 eV 时,氢原子电离后,
 电子具有一定的初动能.

 (2)与实物粒子撞击发生电离.由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,
 所以只要入射粒子的能量大于或等于氢原子所处的能级的能量,均可使原子发
 生电离.

 【例  3】 将氢原子电离,就是从外部给电子能量,使其从基态或激发态脱离
 原子核的束缚而成为自由电子.

 (1)若要使  n=2  激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原
子?

 (2)若用波长为    200   nm 的紫外线照射氢原子,则电子飞到离核无穷远处时的速
 度多大?(电子电荷量         e=1.6×10-19  C,普朗克常量       h=6.63×10-34  J·s,电子

                -31
质量   me=9.1×10     kg)
 答案 (1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s
                       13.6

 解析 (1)n=2   时,E2=-     22  eV=-3.4 eV
 所谓电离,就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到                           n=∞的轨道,

 n=∞时,E∞=0.
 所以,要使处于       n=2  激发态的原子电离,电离能为

 ΔE=E∞-E2=3.4 eV

   ΔE  3.4 × 1.6 × 10-19
 ν= h =  6.63 × 10-34  Hz=8.21×1014 Hz
 (2)波长为  200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量

                      3 × 108
                -34       -              -19
 E0=hν=6.63×10    ×200 × 10 9 J=9.945×10    J
 电离能   ΔE=3.4×1.6×10-19 J=5.44×10-19 J
                中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                   1
 由能量守恒     hν-ΔE=2mv2
 代入数值解得      v≈9.95×105 m/s

 针对训练    2 一个氢原子处于基态,用光子能量为                  15  eV 的电磁波去照射该原
 子,问能否使氢原子电离?若能使之电离,则电子被电离后所具有的动能是多
 大?

 答案 能 1.4 eV
 解析 氢原子从基态         n=1  处被完全电离至少吸收          13.6    eV 的能量.所以       15 

 eV 的光子能使之电离,由能量守恒可知,完全电离后还剩余动能                           Ek=15  eV-
13.6 eV=1.4 eV.
10积分下载