专题十：搞定原子物理，搞定量子力学必备知识一、原子核的组成1.α、β、γ射线射线种类组成贯穿本领电离作用α射线α粒子是氦原子核He很小，一张薄纸就能挡住很强β射线β粒子是高速电子流e、很大，能穿过几毫米厚的铝板较弱γ射线波长很短的电磁波最大，能穿过几厘米厚的铅板很小2．三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图所示。(2)在匀强电场中，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不偏离，如图所示。二、原子核的衰变1．原子核的组成：原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电。2．衰变定义：原子核放出α粒子或β粒子，则核电荷数变了，变成另一种原子核，这种变化称为原子核的衰变。3．原子核的衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程X→Y＋HeX→Y＋e衰变实质2个质子和2个中子结合成一整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子2H＋2n→Hen→H＋e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒4．衰变规律：原子核发生衰变时，遵循三个守恒定律(1)衰变前后的电荷数守恒。(2)质量数守恒。(3)动量守恒。5．确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X→Y＋nHe＋me，根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.以上两式联立解得：n＝，m＝＋Z′－Z。由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。6.半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。(2)决定因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，不同的放射性元素，半衰期不同。(3)对半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰变的快慢。(4)半衰期公式：N余＝N原n，m余＝m0n式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。(5)适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核。关键能力（2015·福建省高考真题）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A．射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克【答案】B【解析】射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D错误，故选B。必备知识一、光电效应1.光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。2.光电效应的产生条件：入射光的频率大于等于金属的极限频率。3.物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是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Ek。4．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9s。(4)当入射光的频率大于或等于截止频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。5．光电效应方程：Ek＝hν－W0。①光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·s(称为普朗克常量)。②逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。③最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值。(1)光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为：Ek＝hν－W0。(2)截止频率νc＝...