第十回章 原子原子核

　　一、主要內(nèi)容

　　本章內(nèi)容包括α粒子散射、能級(jí)、天然放射性現(xiàn)象、α射線、β射線、γ射線、核子、中子、質(zhì)子、原子核、核能、質(zhì)量虧損、裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變等，以及原子核式結(jié)構(gòu)模、半衰期、核反應(yīng)方程、愛因斯坦的質(zhì)能方程等規(guī)律。

　　二、基本方法

　　本章所涉及的基本方法，由于知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散要加強(qiáng)物理現(xiàn)象的本質(zhì)的理解。運(yùn)用邏輯推理的方法，根據(jù)已有的規(guī)律和事實(shí)、條件作出新的判斷。核能的計(jì)算對(duì)有效數(shù)字的要求很高。

　　三、錯(cuò)解分析

　　在本章知識(shí)應(yīng)用的過程中，初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：各個(gè)概念、現(xiàn)象混淆;對(duì)多種可能性的問題分析淺嘗則止;計(jì)算不過硬。

　　例1 關(guān)于半衰期，以下說法正確的是：

　　A.同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長(zhǎng)。

　　B.升高溫度可以使半衰期縮短。

　　C.氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個(gè)。

　　D.氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克。

　　【錯(cuò)解】

　　每經(jīng)過3.8天就有半數(shù)的氡核發(fā)生衰變，經(jīng)過兩個(gè)半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故選 C，D。

　　【錯(cuò)解原因】

　　放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，半衰期對(duì)某一個(gè)或某幾個(gè)原子核來說，是無意義的。“上述”解法忽視了這一事實(shí)，故錯(cuò)選了C。

　　【分析解答】

　　考慮到放射性元素衰變的快慢是跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即給定的四個(gè)氡核是否馬上衰變會(huì)受到各種偶然因素的支配。因此，正確答案只有D。

　　(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。

　　(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)。畫一能級(jí)圖，在圖14-1上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線。

　　(3)計(jì)算這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條的波長(zhǎng)。(其中靜電力恒量K=9.0×109N·m2/C2，電子電量e=1.6×10-19C，普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3.0×108m/s)。

　　【錯(cuò)解】

　　(1)電子在基態(tài)軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)量子數(shù)n=1，其動(dòng)能為

　　由于動(dòng)能不為負(fù)值

　　(2)作能級(jí)圖如圖，可能發(fā)出兩條光譜線。

　　(3)由于能級(jí)差最小的兩能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的光譜線波長(zhǎng)越短，所以(E3-E2)時(shí)所產(chǎn)生的光譜線為所求，其中