高中物理选修3-5重点知识归纳

高中物理选修3-5知识

原子的能级

1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾(矛盾为：a、原子是不稳定的;b、原子光谱是连续谱),1913年玻尔(丹麦)在其基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,提出玻尔理论.

2、玻尔理论的假设：

(1)原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫做定态.氢原子的各个定态的能量值,叫做它的能级.原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动,这种定态叫做基态;原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态.

(2)原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(设能量为Em)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即 h = En  Em,(能级图见3-5第64页)

(3)原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道的分布也是不连续的.

3、玻尔计算公式：rn =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3)r1 =0.5310-10 m , E1 = -13.6eV ,分别代表第一条(即离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量.(选定离核无限远处的电势能为零,电子从离核无限远处移到任一轨道上,都是电场力做正功,电势能减少,所以在任一轨道上,电子的电势能都是负值,而且离核越近,电势能越小.)

4、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.

5、一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能辐射出的'光谱线条数为N= .

6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念(提出了能级和跃迁的概念,能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱),局限之处在于它过多地保留了经典理论(经典粒子、轨道等),无法解释复杂原子的光谱.

7、现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述.

8、光谱测量发现原子光谱是线状谱和夫兰克—赫兹实验证实了原子能量的量子化(即原子中分立能级的存在)

物理选修3-5知识要点

一、原子核的衰变 半衰期

1、原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变.在衰变中电荷数和质量数都是守恒的(注意：质量并不守恒.).γ射线是伴随α射线或β射线产生的,没有单独的γ衰变(γ衰变：原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级.).α衰变举例 ;β衰变举例 .

2、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定,与原子所处的物理状态或化学状态无关,它是对大量原子的统计规律.N= , m= .

二、、放射性的应用与防护 放射性同位素

1、放射性同位素的应用：a、利用它的射线(贯穿本领、电离作用、物理和化学效应);b、做示踪原子.

2、放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用,这些破坏往往是对细胞核的破坏,因此,在使用放射性同位素时,必须注意人身安全,同时要放射性物质对空气、水源等的破坏.

三、氢原子的光谱

1、光谱的种类：(1)发射光谱：物质发光直接产生的光谱.炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱; 稀薄气体发光产生线状谱,不同元素的线状谱线不同,又称特征谱线. (2)吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱,元素能发射出何种频率的光,就相应能吸收何种频率的光,因此吸收光谱也可作元素的特征谱线.

2、氢原子的光谱是线状的(这些亮线称为原子的特征谱线),即辐射波长是分立的.

3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法：利用元素的特征谱线(线状谱或吸收光谱)鉴别物质的分析方法.