高中物理第十二章物质的微观结构复习

第十二章物质的微观结构A原子的核式结构一、电子的发现1.1897年，汤姆孙对阴极射线研究发现电子2.电子的发现的重要意义：原子可分，电子是原子的组成部分3.汤姆孙原子结构模型（葡萄干蛋糕模型、枣糕模型、西瓜模型）带正电的物质均匀的分布在球体中，带负电的电子镶嵌在正电的物质中。二、α粒子散射实验1.实验装置2.实验结果1)绝大多数α粒子穿过金箔后运动方向偏离不多（平均20—30）2)少数α粒子穿过金箔后运动方向有较大偏转3)极少数α粒子产生超过900的大角度偏转4)个别甚至反弹三、卢瑟福的原子核式结构模型1.核式结构模型（行星模型）（1）在原子的中心有一个很小的核，叫原子核。（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里.（3）带负电的电子在核外不停地绕核运动。2.原子半径R、原子核半径rR=10-10mr=10-15----10-14mB物质的放射性一、天然放射性现象1．1896年法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核可分。1.天然放射性现象：原子核自发地放出射线的现象。2.天然放射性：原子核自发地放出射线的性质.3.放射性元素：具有放射性的元素。原子序数大于83的天然元素都具有放射性。二、三种射线放射源铅盒照相底片天然放射现象1．三种射线的性质由下表列出：名称本质带电量速度电离本领穿透本领α射线氦核流+2e约0.1c强弱穿不过薄纸β射线电子流-e接近c较弱较弱穿透几毫米铝板γ射线光子流0c弱强穿透几厘米铅板2．原子核由于放出某种射线而转变成新核的变化，叫做原子核的衰变。原子核衰变前后质量数、电荷数、能量均守恒。α衰变：211H+201n→42Heβ衰变：01n→11H+0-1eγ衰变：一般伴随α，β衰变同时进行3．放射性元素的半衰期放射性元素有半数的原子核发生衰变所需要的时间，称为这种元素的半衰期。XAZYA-4Z-2+He42XAZXAZYA-4Z-2A-4Z-2+He42He42XAZYAZ+1+e0-1XAZXAZYAZ+1+e0-1e0-1半衰期的快慢由原子内部因素决定与外界条件（物理状态、化学状态）无关。m0：放射性元素原有的质量n：n个半衰期（n=t/Tt：时间T：半衰期）m：剩下的未衰变的放射性元素的质量C原子核的组成1．质子的发现：1919年英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次用人工方法实现了原子核的转化，并发现了质子。2．中子的发现：1932年英国物理学家查德威克用α射线轰击铍核，产生一种贯穿能力极强的射线，它能穿透几厘米厚的铅。这种射线就是中子。m=m012nm=m012nN147＋H42eO817＋H11N147＋H42eO817＋H11Be94＋H42ec612＋n10Be94＋H42ec612＋n10钋铍Ｂｅ石蜡α中子质子3．原子核的组成1)原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子2)核子数A等于质子数Z与中子数N之和，即A=Z+N3）原子核的表示原子核常用符号XAZ来表示，X是元素符号，Z为原子的原子序数，也代表电子数或质子数；A为原子核的质量数，也代表质子加中子的总数，即核子数。4）核力：使核子结合在一起的强相互作用（引力）核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间。核力是只在2.0×10－15米距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约为0.8×10－15米，故只有相邻的核子之间才有核力作用。D．重核裂变、链式反应一、核能1．原子核的结合能：原子核分裂成核子吸收能量，核子结合成原子核要放出同样多的能量，这个能量叫做原子核的结核能。2．核能原子核发生变化时，可能吸收能量，也可能放出能量，放出的能量通常叫做核能。二、重核裂变：重核受到其他粒子（如中子）轰击时裂变成两块或两块以上中等质量的核，同时还可能放出中子，并伴随着巨大能量放出，这就是重核裂变。一个U235裂变可放出200MeV核能，1MeV=106eV，1eV=1.6х10-19J三、链式反应：重核裂变时放出的中子引起其他核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应。四、链式反应的条件1．临界体积：能够发生链式反应的最小体积2．链式反应的条件：中子的再生率大于1，铀块体积大于临界体积五、核武器杀伤作用强到弱1．冲击波，2．光（热）辐射，3．贯穿辐射（中子、γ射线）4．放射性污染U23592n10＋Ba13856＋Kr9536＋n103＋能量U23592U23592n10n10＋Ba13856Ba13856＋Kr9536Kr9536＋n10n103＋能量核岛常规岛E反应堆核电站一、反应堆1．用人工方法控制核裂变链式反应速度并获得核能的装置，叫做核反应堆。2．反应堆主要由核燃料棒(铀棒)、减速剂、控制棒、防护层和冷却系统等构成。二、核电站1、核电站：利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂。2、核电站构成及原理：由核岛、常规岛及配套设施组成。裂变放出的核能将水加热变为（内能）水蒸气使汽轮机（机械能）带动发电机发电（电能）。第十三章：宇宙A万有引力定律一、万有引力定律1．万有引力定律：两个物体间的引力的大小，跟两物体质量的乘积成正比，跟两物体距离的平方成反比，方向在两物体的连线上。2．公式：F=Gm1m2/r23．引力常量：G=6.67×10-11N.m2/kg2二、卡文迪什扭秤实验实验装置三、万有引力与重力1.重力是万有引力的一个分力2.地球上g的变化讨论：(1)g从赤道到两极逐渐变大(2)离地面越高g越小gmhRGMmF22hRGMgB宇宙的基本结构问题1：在地面上我们是如何知道大地是球状的？一个理由：船只出海时渐渐没入地平线，最后完全消失在地球的弧线下方。另一个理由：希腊旅行者报告，在北方中午时分的太阳在天空的位置较低。其他理由：在月食时观察到地球投到月亮上的影子，正好符合地球与月亮两者都是球状时所预期的形状。问题2：为什么月球总是以同一面对着地球？答：由于月球自转和公转的周期相等，因此月球总是以同一面对着地球。问题3：潮汐是怎样形成的？它主要由月球的引力引起的。A、B高潮点，C、D低潮点问题4：太阳系共有几个行星？从距离太阳最近的行星算起，依次为水星，金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。除水星和金星外，其他行星都有卫星。几乎所有的行星都在太阳引力的作用下，在大致的同一平面上绕太阳公转。距离太阳越近的行星，公转速度越大，周期越小。问题5：行星怎样分类？问题6：星系形状有哪些？银河系是什么形状?旋涡星系、椭圆星系和不规则星系(如棒旋星系等)。旋涡星系问题7：怎样测定恒星的距离？利用周年视差法分类1有坚硬外壳无坚硬外壳水星、金星、地球、火星木星、土星、天王星、海王星分类2内层行星外层行星水星、金星、地球、火星木星、土星、天王星、海王星宇宙的结构地月系：地球和月球太阳系：太阳和行星银河系和河外星系宇宙C天体的演化一、恒星的分类1、恒星按照体积大小分，从大到小依次为超巨星、巨星、主序星、白矮星和中子星。2、恒星的颜色、温度和亮度的关系a．恒星的颜色与表面温度有关。温度低的呈红色，温度很高的呈蓝色b．恒星的亮度与体积、温度及它与地球的距离有关。“视星等”：在地球上所见的星体亮度。“绝对星等”：该恒星在离地球一个标准距离情况下所具有的亮度。C．恒星的亮度与温度的关系（赫罗图）二、恒星演化的三个阶段：1）恒星的演化分为：诞生期、存在期和死亡期。2）一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量大的恒星比质量小的恒星寿命短。3）恒星演变示意图天体的演化诞生期：星云收缩成原恒星存在期：恒星、巨型、超巨型死亡期：白矮星、黑矮星、中子星、黑洞