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高中三年级物理

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    以下说法中正确的是(   )
    A.在玻尔模型中,电子的轨道半径可连续变化
    B.光子的能量和光子的频率成正比
    C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    本题信息:2012年广东省模拟题物理单选题难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “以下说法中正确的是( )A.在玻尔模型中,电子的轨道半径可连续变化B.光子的能量和光子的频率成正比C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D.β衰变现象...” 主要考查您对

能量量子化

玻尔的原子理论

β衰变

半衰期

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能量量子化:

1、黑体辐射:固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
2、黑体能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体,称为绝对黑体,简称黑体。
3、黑体辐射实验:黑体热辐射的强度与波长的关系:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
4、能量子:1900年,德国物理学家普朗克提出能量量子化假说:辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子,这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍,即:ε,1ε,2ε,3ε,... nε,n为正整数,称为量子数。
对于频率为υ的谐振子最小能量为ε=hυ,这个最小能量值,就叫做能量子。

玻尔的原子理论:

经典理论的困难 原子的稳定性 电子做加速运动应该辐射电磁波,逐渐减小能量和轨道半径,最终落入原子核,原子是不稳定的,与事实不符
原子光谱的分立性 电子绕核运行辐射频率应等于电子绕核运行频率,由于运行轨道的减小,辐射电磁波频率应不断变化而形成连续光谱,这与原子光谱一明线光谱不符(固定的若干种频率)
玻尔理论基础 实验基础 氢原子光谱的分立特征
理论基础 普朗克关于黑体辐射的量子论与爱因斯坦的光子说
波尔理论内容 量子化假设 ①电子的轨道是量子化的。电子运行轨道的半径不是任意的,只有半径的大小符合一定条件的轨道才是可能的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的,不产生电磁辐射
②原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态称为定态。能量最低的状态叫做基态,其他的状态叫做激发态
频率条件 当电子从能量较高的定态轨道(Em)跃迁到能量较低的定态轨道(En)时,会放出能量为hv的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hv=Em一En
对光谱的解释 原子光谱的分立性 通常情况下,原子处于基态,基态是稳定的,处于激发态的原子是不稳定的。原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差。由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
特征谱线 由于不同的原子具有不同的结构,能级各不相同,因此辐射(或吸收)的光子频率也不同,这就是不同元素的原子具有不同的特征谱线的原因
氢原子光谱线系 玻尔理论不但成功地解释了氢光谱的巴耳末系,而且对当时已发现的氢光谱的另一线系——帕邢系(在近红外区)也能很好地解释。它是电子从n=4、5、6等能级向n=3 能级跃迁时辐射出来的。此外,玻尔理论还预言了当时尚未发现的氢原子的其他光谱线系,这些线系后来相继被发现,也都跟玻尔理论的预言相符

玻尔的原子理论的成功与局限:

玻尔的原子理论第一次将量子观引入原子领域,提出定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱规律,但玻尔引入的量子化观点并不完善。在量子力学中,核外电子并没有确定的轨道,玻尔的电子轨道只不过是电子出现概率较大的地方。把电子的概率分布用图像表示时,用小黑点的稠密程度代表概率的大小,其结果如同电子在原子核周围形成的云雾,称为“电子云


β衰变:

β衰变方程:(核内)。

衰变:



半衰期:

1、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。
2、计算式为:,N表示核的个数,此式也可以演变成,式中m表示放射性物质的质量,n表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。
3、半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。

衰变次数的计算方法:

(1)根据β衰变不改变质量数,首先由质量数改变确定α衰变次数,然后根据核电荷数守恒确定β衰变次数。
(2)设放射性元素经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素,则表示该核反应的方程为
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:

以上两式联立,解得:

由此可见,确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。


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