高中物理--原子模型的发展

这是一篇关于原子模型的发展的思维导图，主要内容包括：量子力学，德布罗意波（亦称物质波或概率波），原子真实结构，原子核式结构模型，原子核，光谱，波尔的原子模型，原子模型 西瓜模型。

原子模型的发展

• 原子模型 西瓜模型
  • 电子：1897年，J.J.汤姆孙发现阴极射线，射线粒子即电子；电子电荷1909年由密立根油滴实验测得 打破原子不可再分的观念
  • 结构模型：1898年J.J.汤姆孙提出原子模型
• 原子核式结构模型
  • 1909年卢瑟福α粒子散射实验，α粒子少数大角度偏转，不是电子造成的，只能是带正电的部分造成的，且分布不均匀
  • 1911年，卢瑟福提出核式结构模型，正电荷集中于原子核，电子围绕原子核运动
    • 原子核半径和原子半径差10万倍
• 光谱
  • 发射光谱
    • 线状谱：一条条亮线 游离态的原子发出，也称原子光谱 稀薄气体、金属蒸汽
    • 连续谱：连在一起的光带 白炽灯、烛焰、钢水 炽热固体液体或高压气体
  • 吸收光谱
    • 连续谱通过温度较低的气体形成的，在连续谱中出现暗线 太阳光谱
  • 氢原子光谱
    • 只能发出一系列特定波长的光
• 波尔的原子模型
  • 轨道量子化，能量量子化 能量稳定状态为定态，能量最低的状态为基态E₁，其他为激发态
  • 能级跃迁：原子从高能态向低能态跃迁放出光子，释放的能量等于能级之差； 吸收光子（或者实物粒子自由电子等），跃迁到高能态
  • 电子作圆周运动不辐射能量，轨道半径大，原子的能量大
  • 局限：把电子的运动看做经典力学下的轨道运动
• 原子真实结构
  • 电子云，描述电子在某个位置出现概率的多少 轨道更方便理解讨论
• 德布罗意波（亦称物质波或概率波）
  • 微观粒子的波动性 λ= h/(mv) υ=ε/h
  • 光子对应的波是电磁波，实物粒子对应的是物质波
    • 所有物体都具有波粒二象性
• 量子力学
  • 波动力学（物质波）
    • 矩阵力学
• 原子核
  • 组成
    • 天然放射现象
      • 放射性元素自发地发出射线的现象
    • 射线
      • α射线：氦原子核，带正电，穿透弱，电离强
      • β射线：电子流，带负电，穿透较强，电离较弱
      • γ射线：光子，波长很短的电磁波，不带电，穿透最强，电离最弱
    • 构成
      • 质子：质子数=核电荷数Z=元素的原子序数=核外电子
      • 质量数A=质子数+中子数
      • 1919年卢瑟福发现质子
      • 1932年查德威克发现中子
      • 1934年居里夫妇发现放射性同位素
    • 衰变
      • 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间 大量原子核衰变的统计规律
      • α衰变
        • • 质量数-4，电荷数-2，两个质子和2个中子结合成一个α粒子射出
          • 实质
      • β衰变
        • • 质量数不变，电荷数+1，一个中子变成质子，同时释放一个电子
      • γ衰变
  • 核能
    • 核反应
      • 其他粒子轰击原子核产生新原子核或者发生状态变化的过程 质子、中子、放射性同位素的发现
      • 核裂变：反应堆与核电站
      • 核聚变：氘核与氚核的聚变
    • 放射性同位素的应用
    • 核力：核子间的相互作用，短程力
    • 结合能：把核子分开所需要的能量
    • 比结合能：结合能与核子数之比
    • 质量亏损：E=mc²