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高二教材下 电磁波 物质的微观结构(原子物理) 一、电磁场 电磁波 电磁波在真空传播速度:等于光在真空传播速度： c＝3.00×108 m/s 这是物理学史上最伟大的成就之一 电磁波的波长、波速、频率的关系： (一)光的电磁本性 电磁波的分类： 无线电波、（微波）、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线。 ■ 可见光属于电磁波。 电磁波谱及其应用 无线电波： （无线电通信、广播电视、导航） 微波：有热效应、传播定向性好（微波炉、雷达、导航、电视广播） 红外线：有显著的热作用（红外取暖、红外遥感技术） 紫外线：有较强的化学作用（杀菌、保鲜、防伪技术） X射线：有较强的穿透本领（X射线透视检查） r射线：有极强的穿透本领（利用射线、医疗） 原子的核式结构 一、电子的发现 二、原子的核式结构 (一)、电子的发现1、汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究。1897年，他确认阴极射线是带负电的粒子。 汤姆生测得的阴极射线粒子的荷质比，大约是当时已知的氢离子的核质比的二千倍。后来他又测得阴极射线粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本上相同。因此得出结论，阴极射线粒子的质量比氢离子的质量小得多。后来人们逐渐把这种粒子叫做电子。 后来科学家精确的测量出电子的电量e，质量m。 汤姆生发现电子，是物理学史上的重要事件。由于电子的发现，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。即原子是可分的。 2、汤姆生原子模型 原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子却像枣子那样镶嵌在原子里面，这个模型能解释一些实验事实，但无法解释α粒子散射实验。 (二)、原子的核式结构1、α粒子散射实验 1909年至1911年卢瑟福和他的合作者用α粒子轰击金箔做了α粒子散射实验。 2、原子结构的发现 卢瑟福模型 绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进 少数α 粒子发生了较大的偏转 极少数α粒子的偏转超过90° 有个别甚至几乎偏转达到180° 原子结构的发现 卢瑟福模型 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。 带负电的电子在核外空间绕着核旋转。 3、原子核的电荷和大小 根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。 （1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是10-14米，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。 原子结构的发现 卢瑟福模型 核式结构对散射实验作出了很好的解释： 1、天然放射现象的发现 1896年贝克勒尔发现铀U和含铀的矿物能发射某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照像底片感光。 像这样物质自发地发出射线的现象叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射性，具有放射性的元素，叫放射性元素。 后来居里夫妇又发现两种放射性更强的新元素，叫做钋Po和镭Ra。 2、物质的放射性 2、物质的放射性 三种射线 （1)?射线：本质是氦原子核流，带电量为+2e，质量为4u(1u=1.66?10-27千克)，贯穿本领最弱，(一张薄纸都穿不透)。 （2）?射线：本质是电子流，带电量为-e(1e=1.9?10-19库仑)，质量为 ，贯穿本领较强 (可以穿透几毫米的铝板) 。 （3）γ射线：本质是高能光子流，不带电，静止质量为零，贯穿本领最强(能穿透几厘米厚的铅板) 。 物质的放射性 贝克勒尔：放射性的发现——揭示了原子核有 复杂结构。 3、放射性元素的衰变 原子核由于自发地放出某种射线而转变为新核的变化，叫做原子核的衰变。 原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变： 原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变： α 、β衰变过程中往往伴随着γ射线（能量释放） 3、放射性元素的衰变 原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。 （1）α衰变：原子核放出一个α粒子，原子序数（核电荷数）就比原来少2，而质量数少4。 例如， 写成一般式为 （2）β衰变：原子核放出一个β粒子，原子序数（核电荷数）就比原来多1，而质量数不变。 例如， 写成一般式为 （3）γ衰变：要引起核的能量发生变化，而原子序数（核电荷数）和质量数都不改变。 3、放射性元素