論文：氫原子能級與衰變原理

時間：2024-07-29 01:53:07 其他類論文我要投稿

論文：氫原子能級與衰變原理

　　【編者按】微觀物理世界極其復雜，在高中階段接觸比較少。主要以原子結構和氫原子能級、衰變和核能等方面介紹性內容，高考主要會考察氫原子能級結構，放射性原子的衰變。高考中經常會考察對a射線、射線、射線的理解，同時會結合在原子衰變中同時考察。

論文：氫原子能級與衰變原理

　　氫原子能級

　　①能級公式：

　　②半徑公式：

　　氫光譜

　　在氫光譜中，n=2,3,4,5,……向n=1躍遷發光形成賴曼線系；n=3,4,5,6向n=2躍進遷發光形成馬爾末線系；n=4,5,6,7……向n=3躍遷發光形成帕邢線系;n=5,6,7,8……向n=4躍遷發光形成布喇開線系；其中只有馬爾末線生活費的前4條譜線落在可見光區域內。

　　天然放射現象

　　天然放射現象中三種身線及其物質微粒的有關特性的比較。

　　天然衰變中核的變化規律

　　在核的天然衰變中，核變化的最基本的規律是質量數守恒和電荷數守恒。

　　①a衰變：隨著a衰變，新核在元素周期表中位置向后移2位，即

　　② 衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向前移1位，即

　　③ 衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類，而是核的能量狀態。但一般情況下，衰變總是伴隨a衰變或衰變進行的。

　　關于半衰期的幾個問題

　　（1）定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變所需要的時間。

　　（2）意義：反映了核衰變過程的統計快慢程度。

　　（3）特征：只由核本身的因素所決定，而與原子所處的物理狀態或化學狀態無關。

　　（4）理解：搞清了對半衰期的如下錯誤認識，也就正確地理解了半衰期的真正含義。第一種錯誤認識是：N0個放射性元素的核，經過一個半衰期T，衰變了一半，再經過一個半衰期T，全部衰變完。第二種錯誤認識是：若有4個放射性元素的核，經過一個半衰期T，將衰變2個。事實上，N0個某種放射性元素的核，經過時間t后剩下的這種核的個數為

　　而對于少量的核（如4個），是無法確定其衰變所需要的時間的。這實質上就是“半衰期反映了核衰變過程的統計快慢程度”的含義。

　　原子核的人工轉變和原子核的組成

　　用高速運動的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內部奧秘的要本方法。轟擊結果產生了另一種新核，其核反應方程的一般形式為

　　其中X是靶核的符號，x為入射粒子的符號，Y是新生核的符號，y是放射出的粒子的符號。

　　1919年盧瑟福首先做了用a粒子轟擊氮原子核的實驗。在了解盧瑟福的實驗裝置、進行情況和得到的實驗結果后，應該記住反應方程式

　　這是人類第一次發現質子的核反應方程。另外，對1930年查德威克發現中子的實驗裝置、過程和結果也應有個基本的了解。值得指出的是，查德威克在對不可見粒子的判斷中，運用了能量和動量守恒定律，科學地分析了實驗結果，排除了射線的可能性，確定了是一種粒子——中子，發現中子的核反應方程

　　核能

　　對這部分內容，應該注意以下幾點：

　　（1）已經確定核力的主要特性有：是一種很強的力（相比于其他的力），是一種短程力。

　　（2）一定的質量m總是跟一定的能量mc2對應。核子在結合成原子核時的總質量減少了，相應的總能量也要減少，根據能量守恒定律，減少的這部分能量不會憑空消失，它要在核子結合過程中釋放出去。反過來，把原子核分裂成核子，總質量要增加，總能量也要增加，增加的這部分能量也不會憑空產生，要由外部來供給。能量總是守恒的，在原子核反應伴隨有巨大的放能和吸能現象。

　　（3）核反應中釋放或吸收的能量，可以根據反應物和生成物間的質量差用質能關系方程來計算。

　　（4）核反應中能量的吸、放，跟核力的作用有關。當核子結合成原子核時，核力要做功，所以放出能量。把原子核分裂成核子時，要克服核力做功，所以要由外界提供能量。

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