本章知識結(jié)構(gòu)
1．湯姆孫在發(fā)現(xiàn)電子后，提出原子模型是棗糕模型，盧瑟福根據(jù)著名的α粒子散射實(shí)驗總結(jié)出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，他提出原子中心有一個很小的原子核，它集中了原子的所有正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子繞核旋轉(zhuǎn)，原子核直徑的數(shù)量級是10-15～10-14m。
2．在玻爾理論中，原子的能量和電子的軌道半徑都是量子化的，原子在能級之間躍遷時要吸收或輻射特定頻率的光子，且光子能量E=hγ=Em-En。這也解釋了氫原子的線狀光譜。
3．天然放射現(xiàn)象中的三種射線：α射線是速度約為光速1/10的氦核流，貫穿本領(lǐng)很弱，電離作用很強(qiáng)；β射線是高速電子流，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，電離作用較弱；γ射線是一種電磁波，貫穿本領(lǐng)極強(qiáng)，電離作用很弱。
4．原子核放出α粒子或β粒子后，就變成新的原子核，我們把這種變化叫衰變。半衰期是放射性原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，它是由核內(nèi)部本身因素決定的；衰變時的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是守恒的。
5．具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子互稱同位素，放射性同位素的應(yīng)用(1) 利用它的射線(2) 作為示蹤原子
6．愛因斯坦質(zhì)能方程為E=mc2，質(zhì)量虧損△m時所釋放的核能為△E=△mc2，獲取核能的主要方式有重核裂變和輕核聚變。
1．實(shí)驗法：研究物理學(xué)的重要手段，近代物理中的很多物理規(guī)律都是通過實(shí)驗獲取的。
2．假設(shè)法：通過對物理實(shí)驗現(xiàn)象的觀察和研究提出假說解釋現(xiàn)象，這是物理研究的重要思維方法，如光子說、原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說、軌道量子化假設(shè)等。假說必須有一定的實(shí)驗和理論依據(jù)，并能成功解釋一些物理現(xiàn)象。
3．辯證思想：在宏觀世界中波是波，粒是粒，而在微觀世界中，光既具有粒子性又具有波動性，是辯證統(tǒng)一的而不是一對矛盾。玻爾模型成功地解釋了氫原子線狀光譜的形成；而原子吸收高能量光子后又可電離(光電效應(yīng))；物體的質(zhì)量和能量之間存在著簡單的正比關(guān)系——要用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題。 4．模型法、類比法：光子、物質(zhì)波、原子核式結(jié)構(gòu)、玻爾模型、原子核(質(zhì)子、中子)等物理微觀模型不能直接看到，需要在頭腦中構(gòu)建一個模型來替代，同時，也要注意與宏觀模型的類比，如玻爾模型與人造衛(wèi)星的圓周運(yùn)動模型相類比，有很多類似規(guī)律，但要注意宏觀世界與微觀世界的區(qū)別。
5．守恒思想：核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒；動量守恒定律對宏觀世界和微觀世界都是成立的；核反應(yīng)前后的總能量(含核能)也是守恒的。
類型一原子物理知識的綜合應(yīng)用
【例1】（07年江蘇省揚(yáng)州市一模）美國“里根”號核動力航空母艦的動力來自核反應(yīng)堆，其中主要的核反應(yīng)方程式是
（1）在括號內(nèi)填出 前的系數(shù)；
（2）用m1、m2、m3均分別表示 核的質(zhì)量，m表示中子的質(zhì)量，則上述核反應(yīng)過程中一個鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能ΔE是多少?
（3）假設(shè)核反應(yīng)堆的功率P=6.0×105kW，若一個鈾235核裂變產(chǎn)生的能量為2.8×10-11J， 則該航空母艦在海上航行一個月需要消耗多少千克鈾235?( 鈾235的摩爾質(zhì)量μ=0.235kg/mol，一月約為t=2.6×106s，阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
導(dǎo)示: （1）3
（2） （3）一個月內(nèi)核反應(yīng)產(chǎn)生的總能量為E=Pt
同時
所以
類型二原子物理與社會生活及科學(xué)技術(shù)的結(jié)合
【例2】 天文學(xué)家測得銀河系中氦的含量約為25%。有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后3分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的。
（1）把氫核取變反應(yīng)簡化為4個氫核 聚變成氦核（ ），同時放出2個正電子 和2個中微子 ，請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計算一次反應(yīng)釋放的能量。
（2）研究表明，銀河系的年齡約為t=3.8×1017s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×1037J（即P=1×1037J/S）�，F(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量（最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。
（3）根據(jù)你的估算結(jié)果，對銀河系中氦的主要生成途徑做出判斷。（可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=3×1041kg，原子質(zhì)量單位1u=1.66×10-27kg，1u相當(dāng)于1.5×10-10J的能量，電子質(zhì)量me=0.0005u，氦核質(zhì)量mα=4.0026u，氫核質(zhì)量mp=1.0078u，中微子 質(zhì)量為零。）
導(dǎo)示: （1）
（2）
氦的含量
（3）由估算結(jié)果可知， 遠(yuǎn)小于25%的實(shí)際值，所以銀河系中的氫重要是宇宙誕生后不久生成的。
類型三原子物理與動量、能量結(jié)合的問題
【例3】（07海南卷）一速度為v的高速α粒子（ ）與同方向運(yùn)動的氖核（ ）發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止。求碰撞前后氖核的速度（不計相對論修正）。
導(dǎo)示: 設(shè)α粒子與氖核的質(zhì)量分別為ma與mNe，氖核在碰撞前后的速度分別為vNe與 。由動量守恒與機(jī)械能守恒定律，有
�、�
�、�
解得 ③
�、�
已知 ⑤
將⑤式代入③④式得 �、�
�、�
1．（07年江蘇省揚(yáng)州市一模）太陽光垂直照射到地面上時，地面上1m2的面積上接受太陽光的功率為1.4kW，其中可見光部分約占45％。
（1）假如認(rèn)為可見光的波長為0.55μm，日地間距離R=1.5×1011m，普朗克常數(shù)為h=6.63×l0-34Js，估算太陽每秒輻射出的可見光光子數(shù)為多少?
（2）若已知地球的半徑為6.4×106 m，估算地球接受太陽光的總功率。(計算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)
2．在能源中，核能具有能量密度大、環(huán)境無污染的好處。在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。
(1)核反應(yīng)方程 是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個數(shù)，則X為 ， a＝ 。以mU、mBa、mKr分別表示 核的質(zhì)量，mn、mP分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能為ΔE＝ 。
(2)有一座發(fā)電能力為P＝1.00×106 kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η＝40%。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是上述核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE＝2.78×10－11 J，235 92U核的質(zhì)量mU＝390×10－27kg，求每年(1年＝3.15×107 s)消耗的 的質(zhì)量。
3．一個原來靜止的鋰核（ ）俘獲一個速度為7.7×104m/s的中子后，生成一個氚核和一個氦核，已知氚核的速度大小為1.0×103m/s，方向與中子的運(yùn)動方向相反。
（1）試寫出核反應(yīng)方程；
（2）求出氦核的速度；
（3）若讓一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變時，可產(chǎn)生一個氦核同時放出一個中子，求這個核反應(yīng)釋放出的能量。（已知氘核質(zhì)量為mD=2.014102u，氚核質(zhì)量為mT=3.016050u，氦核的質(zhì)量mHe=4.002603u，中子質(zhì)量mn=1.008665u, 1u=1.6606×10－27kg）
答案：1、（1）5×1044（2）2×1014kW；
2、（1） 、3、(mU－mBa－mKr－2mn)c2
（2）)M＝mUPTηΔE(T為1年的時間)；
3、（1）
（2）2×104m/s
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.simonabridal.com/gaosan/64836.html
相關(guān)閱讀：2012屆高考物理第一輪電場導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí)
闂傚倷鑳剁划顖炪€冮崨瀛樺亱濠电姴鍊寸紓姘舵煕椤愩倕鏋旈柣婵嗙埣閺岋絽螖閳ь剟鎮ф繝鍥风稏闁哄稁鍘介悡銉︾箾閹寸偟鎳呮い锝呭级缁绘繈鍩€椤掍礁顕遍柡澶嬪灦椤ユ繈姊洪幖鐐插妧闁告劏鏅滃▓浠嬫⒑鐠囧弶鎹ｉ柟铏尭閿曘垽鏌嗗鍛€柡澶婄墑閸斿酣銆呴弻銉︾厵闁绘垶蓱绾捐崵绱掗鑺ュ暗缂佽鲸鎹囧畷姗€鍩℃担杞版偅闂備浇妗ㄩ梽宥夊磹濠靛宓侀悗锝庡枟閸嬵亝銇勯弽銊ь暡妞ゆ柨娲娲川婵犲嫭鍣梺鎼炲姀閸嬫劕鈽夐悽绋跨劦妞ゆ帒瀚悡鐔告叏濡厧甯舵繛鍛懅缁辨帗娼忛妸褏鐣奸梺褰掝棑婵炩偓濠碉紕鍏橀弫鍌炴偩鐏炵ǹ浜炬い鏇楀亾闁诡喖鍢查埢搴ょ疀閹绢垰浜惧┑鐘宠壘绾惧鏌ㄥ┑鍡橆棤妞も晝鍏橀弻娑樷槈閸楃偛顫╅梺杞拌閺呯娀骞冪捄琛℃闁哄诞鍐剧€辩紓鍌氬€哥粔闈浳涢崘顔肩疇闁规崘顕у婵囥亜閺冨洤袚閻庢俺娅曠换娑氣偓娑欋缚閻霉濠娾偓缁瑩宕洪埀顒併亜閹哄棗浜鹃梺绋匡功閹虫捇鏁冮姀銈呯妞ゆ梹鍎冲畷銉モ攽閻愬弶顥滄繛瀵稿厴閹苯鐣濋崟顒傚幍缂傚倷鐒﹂敋濠殿喖鍟扮槐鎺旀崉閾忛€涚驳缂備礁鐭傛禍鍫曞春閸曨垰绀冪憸蹇曠矆閳ь剟姊虹拠鎻掝劉缂佸甯￠弫瀣⒑缁嬫鍎忕紒澶婂閸掓帒顫濋鐐存そ椤㈡棃宕崘顏勬優闂傚倷绀侀幖顐︽偋閸℃瑧鐭撻悗娑櫳戦崣蹇涙煟閺傚灝鎮戦柡鍜佸墴閹﹢鎮欑捄杞版睏闂佽崵鍠愮换鍫ュ蓟閻旂厧鍑犳い鎰╁灩婵洖鈹戦悩顐壕婵炴挻鍩冮崑鎾搭殽閻愯尙效闁糕斁鍋撳銈嗗笒鐎氼剛鈧艾顦…璺ㄦ崉娓氼垰鍓辩紓鍌氱М閸嬫捇姊绘担鐟邦嚋缂佸鍨剁缓浠嬪籍閸屾粎鐣舵繝銏ｅ煐閸旀洜绮婚妷鈺傜厵缂佸娼￠妤併亜鎼淬垺宕岄柡宀嬬秮閸╋繝宕楅敃鈧紞濠傜暦閿濆牜妲婚梺宕囩帛濡啫顕ｉ幘顔藉€烽柛蹇撴憸閻姊洪懡銈呅ｉ柛鏂炲懎绶ゅ┑鍌溓圭粻鏌ユ煏韫囧鈧洝绻氶梻浣呵归張顒勫礄閻熸噴娲Χ婢跺鍘卞┑鐐叉閸旀洟鎮橀埡鍌ゆ闁绘劕寮堕崰妯尖偓娈垮枤閺佸銆佸Δ鍛＜婵犲﹤鍟抽澶愭⒒娴ｅ憡鎯堥柣妤€妫濊棟闁规鍠氶惌鎾绘煕閿旇骞愰柛瀣尭椤繈顢楁担瑙勫濠电姴鐥夐妶鍕儓闂佽鍣崳锝夈€佸Ο琛℃斀閻庯綆鍋呴悾鍫曟⒒娴ｅ憡鎯堟い褉鍋撻梺鐟板殩閹凤拷/闂備礁鎼ˇ顐﹀疾濠婂懏宕查柛鎰典簼閸忔粓鏌ょ粙璺ㄤ粵濞存嚎鍊栫换婵嬫濞戞帞婀呭┑鐐插悑閸旀瑩寮婚敐澶娢╅柕澶堝労娴犲ジ姊洪崫銉ヤ粶妞ゆ洦鍙冮崺鈧い鎺嗗亾婵犫偓閸楃偐鏋嶉柕蹇嬪灪椤洘绻濋棃娑氬閻庢碍姘ㄩ埀顒傛嚀鐎氼厼顭垮Ο鐓庣筏婵炲樊浜濋埛鎴炪亜閹板墎纾跨紒鎰閺屾稓鈧綆鍋嗘晶顒傜磼閸屾稑娴鐐叉瀵爼骞愭惔顔兼櫗 bjb@jiyifa.com 婵犵數鍋為崹鍫曞箰妤ｅ啫纾婚柟鎯х摠閸欏繘鏌曢崼婵愭Ч闁哄拋鍓熼幃姗€鎮欑捄杞版睏濡炪倕绻楁禍顒傛閹惧瓨濯撮柛婵勫劤椤斿姊虹紒妯绘儓缂佽鲸娲熼崺鈧い鎺嗗亾婵犫偓闁秴纾块柟瀵稿У椤洘绻濋棃娑卞剰閻庢艾顦伴妵鍕箳閹存績鍋撻弰蹇嬩汗闁哄被鍎查崐鍫曠叓閸ャ劍灏版い銉у█閺岋絽鈹戦崶鈺傚垱閻庤娲樺銊╁箯閻樿绠甸柟鐑樻煣閹綁姊婚崒姘偓鍝モ偓姘ュ姂瀹曟劙骞嬮敃鈧悞鍨亜閹烘埊鏀婚悗姘炬嫹
