《原子和原子核》课件

《原子和原子核》PPT课件•原子结构•原子能级与跃迁目录•原子核结构•核反应与核能•原子与原子核的应用01原子结构原子的构成原子由质子、中子和电子组成01质子和中子位于原子核内，电子围绕原子核运动02原子质量主要由质子和中子决定，电子质量可忽03略不计原子核与电子原子核由质子和中子组成，具有正电荷01电子围绕原子核运动，具有负电荷0202正负电荷之间的库仑力使电子绕核运动，形成稳定的电子云分布原子的量子模型量子模型描述了原子中电子的电子只能在特定的能级上运动，量子模型解释了原子光谱线的能级和跃迁能级间跃迁产生光谱线规律和特征，为化学和物理学研究提供了基础02原子能级与跃迁原子能级01原子能级原子中的电子在不同的轨道上运动，这些轨道具有不同的能量，形成不同的能级02离散能级原子能级是离散的，只能取某些特定的值，这些值由波尔理论确定03基态和激发态最低的能级称为基态，其他能级称为激发态电子从较高能级跃迁到较低能级时，会释放能量电子跃迁电子跃迁01当原子吸收或释放能量时，电子从一个能级跃迁到另一个能级吸收跃迁02当原子吸收能量时，电子从基态跃迁到激发态辐射跃迁03当电子从激发态回到基态时，会释放能量并产生光子，即光的发射光的发射与吸收010203特征光谱吸收光谱发射光谱由于原子能级的离散性，当原子吸收特定波长的光当原子从激发态回到基态每种元素都有其独特的特时，会产生暗线或暗带在时，会发射特定波长的光，征光谱，可用于元素鉴定光谱上形成明线或明带在光谱上03原子核结构原子核的组成原子核的质子和中子组成原子核的大小和密度原子核的大小通常只有几个飞米原子核是由质子和中子组成的，质子（fm），但它的密度极高，几乎是固带正电荷，中子不带电态物质密度的千万倍原子核的结合能质子和中子在原子核内通过强相互作用结合在一起，这种相互作用使得原子核具有很高的结合能原子核的力与稳定性强相互作用01在原子核内，质子和中子之间的强相互作用使得原子核保持稳定这种力是一种短程力，其作用范围在1fm左右泡利不相容原理02这个原理指出，在原子核内，两个相同的费米子不能处于相同的量子态这个原理对于理解原子核的结构和稳定性非常重要中子星和质子星03中子星和质子星是两种特殊的天体，它们的质量非常大，因此内部的原子核受到极大的压力在这种情况下，质子和中子可能会被压缩到极致，形成一种新的物质形态放射性衰变放射性衰变的种类放射性衰变是指一个原子核自发地转变成另一个原子核的过程根据衰变产物的不同，可以将衰变分为α衰变、β衰变和γ衰变等类型半衰期半衰期是指一个原子核从一种状态转变成另一种状态所需的时间不同的放射性衰变的半衰期不同，从几秒到数千年不等放射性衰变的意义放射性衰变在自然界中广泛存在，它不仅可以用来研究原子核的结构和性质，还可以用于医学、工业和科学研究等领域例如，放射性衰变可以用于治疗癌症、检测金属部件的缺陷等04核反应与核能核聚变与核裂变核聚变是指由质量较轻的原子核聚合成质量较大的原子核，并释放出巨大能量的过程例如太阳内部的氢核聚变成氦核核裂变是指由质量较大的原子核分裂成两个质量中等的原子核，并释放出巨大能量的过程例如铀235的裂变核能的利用01核能发电利用核反应堆中的核裂变产生热能，再转化为电能是目前核能的主要利用方式02核能供热利用核反应堆中的热量为城市或工厂提供热源，具有高效、环保的特点核能的环保问题放射性废料处理核反应过程中会产生大量放射性废料，需要妥善处理，避免对环境和人类健康造成影响核事故风险核反应过程中存在一定的风险，如发生核事故，可能会对环境和人类健康造成严重危害因此，需要采取严格的安全措施，确保核设施的安全运行05原子与原子核的应用放射性在医学中的应用放射性同位素标记放射性治疗核医学成像用于研究生物体内分子的利用放射性同位素发出的利用放射性同位素发出的结构和功能，如示踪技术射线治疗肿瘤和其他疾病，射线进行医学成像，如如放疗PET和SPECT成像核能发电核电站类型包括轻水堆、重水堆、快中子增殖核能发电原理堆等不同类型利用核裂变反应释放的能量加热蒸汽，驱动发电机发电核能发电的优缺点优点包括高效、稳定、碳排放低等；缺点包括核废料处理和安全问题等核技术在其他领域的应用农业工业环保利用放射性同位素研究植物生长利用放射性同位素检测产品质量利用放射性同位素示踪技术监测和发育过程，提高作物产量和质和无损探伤，以及在石油和采矿水体和土壤污染，以及放射性废量等领域的应用物的处理和处置THANKS感谢观看。