2-2010-4-25原子物理.doc

☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆）教学过程教学过程教学过程教学过程（☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆）教学过程教学过程教学过程教学过程XueDa Personalized Education Development Center个 性 化 辅 导 教 案授课时间：2010-4-25备课时间：2010-4-21年级： 课时：2小时课题：原子物理学生姓名：邵云嫦 教研老师：皮曙兴教学目标复习光电效应方程及其应用、复习光的波粒二象性、原子物理难点重点光电效应、原子跃迁、核反应方程及质能方程的理解量子论初步一、光的粒子性知识要点1.光电效应⑴在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。

右图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电⑵光电效应的规律①各种金属都存在极限频率ν0，只有ν≥ν0才能发生光电效应；②瞬时性（光电子的产生不超过10-9s）⑶爱因斯坦的光子说光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率ν成正比：E=hν 光电效应方程：Ek= hν --W（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功2.康普顿效应在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比入射波的波长略大康普顿认为这是因为光子不仅有能量，也具有动量实验结果证明这个设想是正确的因此康普顿效应也证明了光具有粒子性VAPK例题分析例1：对爱因斯坦光电效应方程EK= hν-W，下面的理解正确的有：A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EKB.式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C.逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W= hν0D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比选C例2：如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。

合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV 选A二、光的波粒二象性知识要点1.光的波粒二象性干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子；因此现代物理学认为：光具有波粒二象性2.正确理解波粒二象性波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性⑵ν高的光子容易表现出粒子性；ν低的光子容易表现出波动性⑶光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性⑷由光子的能量E=hν，光子的动量表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ由以上两式和波速公式c=λν还可以得出：E = p c。

3.物质波（德布罗意波）由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ=例题分析例1：已知由激光器发出的一细束功率为P=0.15kW的激光束，竖直向上照射在一个固态铝球的下部，使其恰好能在空中悬浮已知铝的密度为ρ=2.7×103kg/m3，设激光束的光子全部被铝球吸收，求铝球的直径是多大？（计算中可取π=3，g=10m/s2）0.33mm例2：试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长1.9×10-36m例3：为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜下列说法中正确的是A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射选A原子物理一、原子模型1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。

这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆）教学过程教学过程教学过程教学过程（☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆） （☆☆）教学过程（☆☆）教学过程教学过程教学过程教学过程n E/eV∞ 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E3由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。

3.玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数⑴玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化rn=n2r1 r1=0.53×10-10m②能量量子化： E1=-13.6eV③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）321ν3ν2ν1⑶玻尔理论的局限性由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难例1. 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中 A.只有①③正确 B.只有②正确 C.只有②③正确 D.只有④正确 答案选C。

4.光谱和光谱分析⑴炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱⑵稀薄气体发光形成线状谱（又叫明线光谱、原子光谱）根据玻尔理论，不同原子的结构不同，能级不同，可能辐射的光子就有不同的波长所以每种原子都有自己特定的线状谱，因此这些谱线也叫元素的特征谱线根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析这种方法的优点是非常灵敏而且迅速只要某种元素在物质中的含量达到10-10g，就可以从光谱中发现它的特征谱线二、天然放射现象 1.天然放射现象天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构2.各种放射线的性质比较种 类本 质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板γ射线光子001最弱最强，穿几cm铅版β γ αα　γ　　 β⑴　　　　　　　 ⑵　　　　　　　　　　 　⑶O三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较： 如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。

⑶图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方Aabc例2. 如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有 A.打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧 D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b选AC放射源探测接收器MN例3. 如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的____射线对控制厚度起主要作用当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调___一些答案：β射线 大三、核反应 1.核反应类型⑴衰变： α衰变：（核内） β衰变：（核内） +β衰变：（核内） γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

⑵人工转变：（发现质子的核反应） （发现中子的核反应） （人工制造放射性同位素）⑶重核的裂变： 在一定条件。