专题13 近代物理初步-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）14页

专题 13 近代物理初步
易错综述
一、三种射线在电场和磁场中偏转时的特点
（1）不论在电场还是在磁场中，γ 射线总是做匀速直线运动，不发生偏转；
（2）在匀强电场中，α 粒子和 β 粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β 粒子的偏移大；
（3）在匀强磁场中，α 粒子和 β 粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β 粒子的轨道半
径小，偏转大。
二、用光子说解释光电效应
（1）光照射金属时，电子吸收一个光子（形成光电子）的能量后，动能立即增大，不需要累计能量的
过程；
（2）电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引力做功（逸出功 W），要使入射光子的能
量不小于 W，对应频率 为极限频率；
（3）电子吸收光子的能量 hν 后，一部分消耗于克服核的引力做功（即 W），剩余部分转化为初动能，
即 。只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能。对于确定的金属，W 是一定的，
故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大。
三、氢原子能级图及原子跃迁
氢原子的能级图（如图所示）
（1）能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态；
（2）横线左端的数字“1、2、3···” 表示量子数，右端的数字“–13.6、–3.4···” 表示氢原子的能级；
=
W
h
ν
21
2
mv h Wν= −

（3）相邻横线间的间距，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能极差越小；
（4）带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为： ；
（5）能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大；
（6）原子跃迁发出的光谱线条数 ，是对于一群氢原子而言，而不是一个。
四、原子核的衰变规律
1．衰变：设想元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变。
2．衰变规律：电荷数和质量数都守恒。
（1）α 衰变： ，α 衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒
子（即氮）。
（2）β 衰变： ，β 衰变的实质是某元素的原子核内一个中子变为一个质子时放射出一
个电子；
（3）γ 辐射；γ 辐射是伴随 α 和 β 衰变发生的。γ 辐射不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是放射
性原子核在发生 α 衰变和 β 衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。
3．半衰期及确定衰变次数的方法
（1）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫做这种元素的半衰期；
（2）确定衰变次数的方法：设放射性元素 经过 m 次 α 衰变、n 次 β 衰变后，变成稳定的新元素
，则表示核反应的方程为 。
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
，
两式联立得 ，
由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。
五、核反应类型及核反应方程的书写
类型 可控性 核反应方程
α 衰变 自发
衰变
β 衰变 自发
m nh E Eν = −
2 ( 1)C
2n
n n
N
−= =
4 4
2 2X Y He
A A
Z Z
−
−→ +
0
1 1X Y e
A A
Z Z + −→ +
XAZ
YAZ
′
′
4 0
2 1X Y He+ e
A A
Z Z m n
′
′ −→ +
4A A m′= + 2Z Z m n′= + −
4
A A
m
′−=
2
A A
n Z Z
′− ′= + −
238 234 4
92 90 2U Th+ He→
234 234 0
90 91 1Th Pa e−→ +

人工转变 人工控制
重核裂变 比较容易进行人工控制
轻核聚变 很难控制

易错展示
易错点一 三种折射在电场和磁场中偏转时的特点
典例分析
如图所示，P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成 a、b、c 三束，下列
判断正确的是
A．a 为 α 射线、b 为 β 射线
B．a 为 β 射线、b 为 γ 射线
C．若增大放射源的温度，则其半衰期减小
D．若增大放射源的温度，则其半衰期增大
不清楚三种射线带点情况导致本题错解。
根据 三种射线的带电性质以及带电粒子在电场中受力特点；半衰期由原子核本身决
定。 射线为氦核，带正电， 射线为电子流，带负电， 射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特点
14 4 17 1
7 2 8 1
4 9 12 1
2 4 6 ...