高考原子核物理几个公式（高考打卡第94天近代物理）

，我来为大家科普一下关于高考原子核物理几个公式?以下内容希望对你有帮助!

高考原子核物理几个公式

各位同学大家好，欢迎来到十点课堂-跟勇哥学物理，今天距离高考还有94天，我们今天分享的知识点是：近代物理当中的原子的结构。

在原子结构第一小节当中，我们要讲三个科学家和对应的三个模型。

第一个科学家是汤姆生

有的也翻译成汤姆孙或者汤姆逊，汤姆生发现电子，提出来原子结构为枣糕模型，也叫做西瓜模型。他认为整个原子的质量是均匀分布的，电子就相当于西瓜子一样镶嵌在这里面，他提出了西瓜模型，当然这个模型现在已经不被使用了。

第二个科学家是卢瑟福

卢瑟福利用α粒子散射，提出了原子具有核式结构。对于α粒子散射，我们要知道它的现象和结论。

现象：绝大多数α粒子在穿过金箔之后，仍然沿原来的方向运动，它的速度基本上没有发生变化；

极少数的α粒子有较大的偏转，甚至有极个别的粒子偏转超过90度，就像被金箔弹回来一样。这是α粒子散射的现象。

通过α粒子散射的现象，卢瑟福能得到了以下的结论：

第一，他认为原子的中心有一个很小的核，被称为原子核；

第二，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里面；

第三，是带负电的电子在核外广阔的空间内绕核运动。

为什么说电子在核外广阔的空间那个运动呢？

因为我们现在知道原子的半径，它的数量级的大概是10的-10次方米，原子核的半径的是10的-15次方米，它们的半径数量级差了10的5次方倍，也就是原子核要比原子小很多。

如果我们把原子核比作一粒沙子的话，那么整个原子就相当于比操场还要大的一个空间，它们的半径相差的非常大。

关于α粒子散射，我们还要补充一点。

就是α粒子是在电场力的作用下，也就是库仑力作用下发生偏转。

因为中间的金箔的原子核带正电，α粒子是氦的原子核也带正电，两个正电荷会相互排斥，所以α粒子在电场力的作用下发生偏转。在偏转的过程中，电场力做功是先做正功后做负功（更正语音版：电场力先做负功在做正功），所以电势能应该是先增加后减小，粒子的动能变化与电势能相反。

第三个重要的科学家是波尔

他研究氢原子光谱，提出来原子具有量子结构。

波尔首先认同卢瑟福的说法，在原子的中间有一个原子核，但是核外电子绕核运动是不连续的，他提出来原子具有量子结构。

量子结构主要有三点：

第一，轨道是不连续的，也就是电子绕核运动的轨道是量子化的

第二，每一个轨道上对应的不同的能量，也称为能级，离原子核最近的这个能级或轨道称为基态，其他的能级叫做激发态。

第三，电子在轨道上运动的时候，会发生跃迁。

跃迁是什么？我们就需要详细的说一下。

跃迁是电子在某个轨道上运动时，突然消失，从另外一个轨道上出现。到目前为止，科学家也没有搞清楚电子为什么发生跃迁，但是我们对跃迁的现象已经研究的比较多了。

电子跃迁有两种情况，一种是从高能级向低能级跃迁，另一种是从低能级向高能级跃迁。

我们先来看，电子从高能级向低能级跃迁，电子跃迁的时候会以光子的形式释放能量，所以总能量会减少，就是指原子核和电子组成的这个系统的总能量会减小，电子的动能会增加。

为什么动能增加呢？

因为电子围绕原子核做圆周运动，由库仑力来提供向心力。同学们可以看我笔记上的推导公式，由库仑力提供向心力，我们就可以推导出电子的动能。电子从高能级向低能级跃迁，半径r减小，动能Ek增加，所以电子的动能会增加。

我们再来重申一遍，电子从高能级向低能级跃迁时，释放能量，总能量减少，电子的动能会增加。

它释放能量是以光子的形式放出，那么一共会释放出多少种频率的光子呢？

有一个公式，相信同学们都知道了这个公式，那是Cn2=n（n-1）/2，可以求出共释放出几种的不同频率的光子。

比如电子从n=3的能级向n=1基态跃迁，就会释放出三种不同频率的光子。

电子可以从n=3能级先跳到n=2能级放出hν1的能量，然后从n=2能级在跳到n=1能级，放出hν2的光子能量；电子也可以直接从n=3跳到n=1能级，释放出光子能量hν3，这样就可以得到三种不同频率的光。

三种光的频率的关系，应该是ν1 ν2=ν3，那么光速c=λν的关系我们也可以找到，波长1/λ1 1/λ2=1/λ3，这是波长的关系，频率越大波长会越小。

电子跃迁还可以从低能级向高能级跃迁，这时候会吸收能量，它会吸收特定频率的光子。

比如从n=3向n=1跃迁的时候，会释放出频率为ν3的光子，那么电子要从n=1跳到n=3的能级上去的时候，就必须恰好吸收频率ν3的光子，如果光子的频率大，光子能量多了，电子就跳过了，少了跳不上去，所以必须吸收特定频率的光子。

那么电子吸收能量发生跃迁，总能量会增加，电子的动能会减小，这是电子从低能级向高能级跃迁。

根据这个道理，我们就可以解释光谱分析了，光谱分两种，一种是发射光谱，一种是吸收光谱。

发射光谱又分为连续谱和线状谱，炙热的固体液体和高压气体发出来的光，各种频率都有，它是连续光谱；线状谱是稀薄气体或者是金属蒸汽所产生的，线状谱也叫做原子光谱，光谱我们了解就可以不做过多的分析。

重点要知道光谱中的一个吸收光谱，我们所知道的太阳光谱就属于吸收光谱，它是在连续谱的基础之上，某些波长的光被吸收之后才出现的光谱，太阳光谱是吸收光谱。

通过对太阳光谱的分析，我们就可以知道太阳大气层当中存在哪些元素，为什么会产生吸收光谱？

刚才咱们说过，当一个电子从低能级向高能级跃迁的时候，就会吸收特定频率的光子，所以太阳光谱中出现了某些特定频率的光子消失，所以光谱中哪些频率消失了，对应的是哪种元素就可以找到了，所以研究太阳光谱，可以分析太阳的大气层当中存在哪些元素。

今天我们的分享就到这里，我们讲了三个科学家对应的三个模型，请大家看一下我们的笔记，稍后我再重新发一下，好，今天就到这里，我们明天见。