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、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、鏈式反應(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，由于知識點相對分散要加強物理現(xiàn)象的本質(zhì)的理解。運用邏輯推理的方法，根據(jù)已有的規(guī)律和事實、條件作出新的判斷。核能的計算對有效數(shù)字的要求很高。

　　三、錯解分析

　　在本章知識應(yīng)用的過程中，初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在：各個概念、現(xiàn)象混淆;對多種可能性的問題分析淺嘗則止;計算不過硬。

　　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。

　　B.升高溫度可以使半衰期縮短。

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

　　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)過兩個半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故選 C，D。

　　【錯解原因】

　　放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間是一種統(tǒng)計規(guī)律，半衰期對某一個或某幾個原子核來說，是無意義的。“上述”解法忽視了這一事實，故錯選了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)計規(guī)律，即給定的四個氡核是否馬上衰變會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)軌道上運動時的動能。

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

　　(3)計算這幾條光譜線中波長最短的一條的波長。(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)。

　　【錯解】

　　(1)電子在基態(tài)軌道中運動時量子數(shù)n=1，其動能為

　　由于動能不為負值

　　(2)作能級圖如圖，可能發(fā)出兩條光譜線。

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