多大也无电子逸出金属表面。
3光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。
3.光电效应解释中的疑难
光电效应实验表明：
饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。
只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。
而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
4.爱因斯坦的光量子假设
（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为hv的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。
也就是说，频率为v的光是由大量能量为；=hV的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速c运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W,另一部分变为光电子逸出后的动能由能量守恒可得出：
h=Ek*W0
W为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功Ek为光电子的最大初动能。
（3）爱因斯坦对光电效应的解释：
1光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
2电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
3从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
4从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：
.C=W°
h
的波长成分和强度
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。
谱线，各条谱线对应不同波长的光。
炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、
炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
如图所示。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
如图所示。
（2）吸收光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。
这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。
因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。
太阳的光谱是吸收光谱。
如图所示。
II1
■
（3）光谱分析
由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。
这种方法叫做光谱分析。
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
18.2玻尔的原子模型
1•玻尔的原子理论
（1）定态假设：
原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
这些状态叫定态。
（2）跃迁假设：
电子从能量较高的定态轨道（设能量为E）跃迁到能量较低的定态轨道
（设能量为巳，m>n）时，会放出能量为hv的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h二Em-En（h为普朗克恒量）。
这个式子称为频率条件，又称辐射条件。
反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。
（3）轨道量子化假设：
围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同
的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些
状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的
按能量的大小用图开
2、氢原子的能级图：
氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级
像的表示出来即能级图。
能级公式：
En=§（n=1,2,3,……）
n
其中n=1的定态称为基态。
n=2以上的定态，称为激发态。
氢原子的能级图如图所示。
3•玻尔理论对氢光谱的解释
（1）基态和激发态
基态：
在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。
激发态：
原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。
（2）原子发光：
原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。
原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。
说明：
氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道一一可能情况只有一种。
可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。
但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。
4.玻尔理论的局限性玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。
如粒子的观念和轨道。
量子化条件的引进没有适当的理论解释。
5•电子在某处单位体积内出现的概率一一电子云
19.1原子核的组成
1•天然放射现象
（1）物质发射射线的性质称为放射性。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象•具有放射性的元素称为放射性元素.
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性
2
•射线到底是什么
把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：
（投影）
⑴射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
⑵根据左手定则，可以判断［射线是正电荷，［射线是负电荷。
⑶带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图，进行总结。
射线种类
组成
速度
贯穿本
电离作用
a討线
a粒子是氮原子核［He
很小一張薄纸就能挡住
很强
B射线
卩粒子是高速电子流一泡
接近C
很大能穿过几毫米厚的铝板
较弱
Y射线
波长很短的电磁波
等于C
最大能穿过几荤米厚的铅板
很小
1实验发现：
元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
2三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。
3•原子核的组成
⑴卢瑟福用〉粒子轰击氮核，发现质子。
⑵查德威克发现中子。
发现原因：
如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。
1质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，mp=1.672623110‘7kg
2中子不带电，mn=1.674928610^7kg
2数据显示：
质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。
3原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。
4原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。
5原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
6原子核的质量数=核子数=质子数+中子数
7符号：
X表示原子核，X:
元素符号；A:
核的质量数；Z:
核电荷数
例如，氦核可以表示为：
He，它有2个质子和2个中子，所以电荷数是2质量数是4
238
92
又如,
U代表一种铀核，质量数是238，电荷数为92,核内有92个质子、146个中子
4.同位素
（1）定义：
具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。
（2）性质：
原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。
氢有三种同位素：
氕（pie）氘（daco）氚（chum）氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：
ih，2h,；h。
碳有两种同位素，符号分别是16c,；c。
例：
下列说法正确的是（BD
A.1射线粒子和电子是两种不同的粒子B.红外线的波长比X射线的波长长
C.〉粒子不同于氦原子核D.射线的贯穿本领比-■粒子强答案：
BD
点评：
本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。
19世纪末20世纪初，人们发现X，:
•，
，射线，经研究知道，X，射线均为电磁波，只是波长不同。
可见光，红外线也是电磁波，波长从
短到长的电磁波波谱要牢记。
另外，：
射线是电子流，:
-粒子是氦核。
从:
-，:
三者的穿透本领而
言：
射线最强，:
-射线最弱，这些知识要牢记。
19.2放射性元素的衰变
B衰变规律：
AzX^Az+iY+-ie
这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。
原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。
当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子1on-lH^0-ie
这个电子从核内释放出来，就形成了B衰变。
可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。
丫射线是由于原子核在发生a衰变和B衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射,通常是伴随a射线和B射线而产生。
丫射线的本质是能量。
2•半衰期教材上的氡的衰变图的投影：
m/m=（1/2）
（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。
（2）用半衰期来表示。
（3）大量的氡核。
总结：
半衰期表示放射性元素的衰变的快慢
放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期
半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。
例1:
配平下列衰变方程
23423042342340、
92U—9oTh+（2He）9oU—9iPa+（-ie）
例2:
天然放射性元素23290Th（钍）经过一系列a衰变和B衰变之后，变成20882Pb（铅）•下列论断中止确的是（BD）
A.铅核比钍核少24个中子B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次a衰变和8次B哀变D.衰变过程中共有6次a衰变和4次B衰变
解：
（1）解：
A、B、根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中
子，故A错误，B正确；
C、D发生a衰变是放出；He,发生B衰变是放出°1e电子，设发生了x次a衰变和y次
B衰变，则根据质量数和电荷数守恒有2x-y+82=904x+208=232解得x=6,
y=4
故衰变过程中共有6次a衰变和4次B衰变，故C错误，D正确.故选BD
19.3放射性的应用与防护
1.核反应：
原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。
在核反应中质
量数守恒、电荷数守恒
解析：
根据质量数守恒和电荷数守恒
（1）23nNa+42He^Fg&H
（2）13AI■2H^—15Pon
161116.
（3）8。
'—17N
（4）14si1—15POn
例：
写出下列原子核人工转变的核反应方程。
得：
（1）iiNa俘获1个a粒子后放出1个质子
（2）13Al俘获1个a粒子后放出1个中子
（3）816O俘获1个中子后放出1个质子
30
（4）14Si俘获1个质子后放出1个中子
2•人工放射性同位素
（1）放射性同位素：
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
（2）人工放射性同位素
Ml\He■:
Pj
（3）人工放射性同位素的优点：
放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。
（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素
3•放射性同位素的应用：
（1）利用射线：
1、射线测厚度2、放射治疗3、培育新品种，延长保质期
（2）作为示踪原子1、棉花对磷肥的吸收2、甲状腺疾病的诊断
系着星系团，决定着宇宙的现状。
一长程力
2•原子核中质子与中子的比例
随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。
总结：
若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。
所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了；
若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。
因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。
3•结合能
由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。
要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，，或者需要巨大的能量。
例如用强大的丫光子照射氘核，可以使它分
解为一个质子和一个中子。
从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生.
相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。
把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能•
原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
4•质量亏损
（1）质量亏损
讲述：
科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：
氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来•
①在核反应中不遵守质量守恒定律、能量守恒定律；
2
（2）爱因斯坦质能方程：
E=mc
讲述：
相对论指出，物体的能量（E和质量（m之间存在着密切的关系，即E=mc式中，c为真空中的光速。
爱因斯坦质能方程表明：
物体所具有的能量跟它的质量成正比。
由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
（3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：
E=mc
指出以下几点：
1物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止
质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
2质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少
3在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律；
4质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
（巩固练习）已知1个质子的质量mp=1.007277u，1个中子的质量m=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位，1u=1.660566X10-27kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。
（28.3Me"
解析：
2个中子和2个质子结合成氦核时质量亏损：
△m=2mn+2mP-mHe
根据爱因斯坦质能方程，放出的能量△E=A
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