专题七 近代物理初步一、主干知法必记1.氢原子光谱(1)氢原子光谱线是最早发现并进行研究的光谱线,这些光谱线可用一个统一的公式表示:1λ=R(1m2 - 1n2)式中:m=1,2,3,…对每一个 m,有 n=m+1,m+2,m+3,…构成一个谱线系R=1.10×107 m-1(里德伯常量)。(2)巴耳末系:巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其公式:1λ=R(122 - 1n2)(n=3,4,…)。2.氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论① 轨道量子化:电子绕核运动的轨道是不连续的。② 能量量子化:原子只能处于一系列不连续的能量状态中。能量最低的状态叫基态,其他状态叫激发态。③ 跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子,即 hν=Em-En(m>n)。(2)氢原子的能级和轨道半径① 氢原子的能级公式:En= 1n2E1(n=1,2,3,…),其中 E1为基态能量,E1=-13.6 eV。② 氢原子的半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中 r1为基态半径,r1=0.53×10-10 m。③ 氢原子的能级图,如图所示。3.放射性、原子核的衰变、半衰期(1)放射性物质放出的射线有:α 射线、β 射线、γ 射线。(2)半衰期是表征放射性元素大量原子核衰变快慢的物理量,是一种统计规律。半衰期对于少量原子核是无意义的。用 τ 表示半衰期,m 表示某时刻放射性元素的质量,则经过时间 t,剩下的该放射性元素的质量 m 余=m(12)t /τ。4.核力、核反应方程(1)人工转变的典型方程:① 卢瑟福发现质子714N+¿24¿He→817O+¿11¿H② 查德威克发现中子24He+¿49¿Be→612C+¿01¿n③ 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子1327Al+¿24¿He→1530P+¿01¿n 1530P→1430Si+¿10¿e(2)衰变典型方程:92238U→90234Th+¿24¿He90234Th→91234Pa+¿-10 ¿e(3)核力的特点:① 核力是强相互作用力,在它的作用范围内核力比库仑力大得多。② 核力是短程力,作用范围在 1.5×10-15 m 之内。③ 每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性。无论是质子间、中子间、质子和中子间均存在核力。5.结合能、质量亏损(1)结合能:由于核力的存在,核子结合成原子核时要放出一定的能量,原子核分解成核子时,要吸收同样多的能量,这就是原子核的结合能。(2)质量亏损:组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差叫核的质量亏损。(3)质能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。6.光电效应(1)光电效应的规律① 任何一种金属都有一个极限频率 νc,入射光的频率必须大于或者等于 νc,才能发生光电效应。② 光电子的最...
