半衰期公式(半衰期计算公式)
半衰期公式(半衰期计算公式)
一、光电效应和氢原子光谱
知识点一:光电效应现象
1.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于这个极限频率则不能发生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大.
(3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.
(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过92.光子说
爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即:ε=hν,其中h=6.63×1034 J·s.
3.光电效应方程
(1)表达式:hν=Ek+W0或Ek(2)hν,这些能量的一部分用来克
服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.
知识点二: α粒子散射实验与核式结构模型
1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13
-2-1所示)
2.实验现象
绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被撞了回来.
3.原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.
知识点三:氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱
(1)(频率)和强度分布的记录,即光谱.
(2)光谱分类
有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律.
巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式R()(n=3,4,5,?),
λ2n-17
R是里德伯常量,R=1.10×10 m,n为量子数.
2.玻尔理论
(1)电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量.
(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hνh是普朗克常量,h=6.63×1034 J·s)
(3)是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的.
点拨:易错提醒
n?n-1?
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=,一个氢原子跃迁发出可能n2的光谱线数最多为(n-1).
(2)由能级图可知,由于电子的轨道半径不同,氢原子的能级不连续,这种现象叫能量量子化.
考点一:对光电效应的理解 1.光电效应的实质 光子照射到金属表面,某个电子吸收光子的能量使其动能变大,当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时,便飞出金属表面成为光电子.
2.极限频率的实质
光子的能量和频率有关,而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功,所以每种金属都有一定的极限频率.
3.对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时,电子吸收光子的能量不需要积累,吸收的能量立即转化为电子的能量,因此电子对光子的吸收十分迅速.
4.光电效应方程
电子吸收光子能量后从金属表面逸出,其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,根据能量守恒定律,Ek=hν-W0.
5.用光电管研究光电效应
(1)常见电路
(2)两条线索
①通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.
②通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大. (3)常见概念辨析
2规律总结:
(1)光电子也是电子,光子的本质是光,注意两者的区别.
接发出的光电子初动能才最大.
考点二:氢原子能级和能级跃迁
1.氢原子的能级图
二、核反应和核能
知识点一:天然放射现象和衰变
1.天然放射现象 (1)天然放射现象.
元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构.
(2)放射性和放射性元素.
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素. (3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是γ射线. (4)放射性同位素的应用与防护. ①放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.
②应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等. ③防护:防止放射性对人体组织的伤害. 2.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类
A-44
α衰变:AZX→Z-2Y Aβ衰变:AZX→Z+1Y(3)因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关.
点拨:易错提醒
1.半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少数原子核,无半衰期可言.
2.原子核衰变时质量数守恒,核反应过程前、后质量发生变化?质量亏损?而释放出核能.
知识点二:核反应和核能
1.核反应
在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒.
2.核力
核子间的作用力.核力是短程力,作用范围在1.5×1015 m之内,只在相邻的核子间发生作用.
3.核能
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.
4.质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E=mc2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就
2.是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc【考点解析:重点突破】
考点一:衰变和半衰期
2.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念,可总结出公式
N余=N原t/τ,m余=m原()t/τ
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期.
(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二:核反应方程的书写
考点三:核能的产生和计算
1.获得核能的途径
(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积.
(2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氚核合成氦核,必须达到几百万度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应.
2.核能的计算方法
(1)应用ΔE=Δmc2:先计算质量亏损Δm,注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时,若Δm以千克为单位;
(1)应用ΔE=Δmc2:先计算质量亏损Δm,注意Δm的单位1 u=1.66×1027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量,u是原子质量单位.
(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.
规律总结
2根据ΔE=Δmc计算核能时,若Δm以千克为单位,"c"代入3×1082若Δm以"u"为单位,则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.
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