原子大部分体积是空的，正电和质量集中在极小的原子核内。
- \(\theta\)
- \(\text{nucleus}\)
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题目：金箔实验中极少数粒子大角度偏转说明了什么？
答案：正电荷高度集中
步骤：否则不会产生强烈近距排斥。
原子核与粒子
从原子结构、光谱到核反应和基本粒子，连接高中现代物理和大学原子核物理入门。
8 个主题 / 15 条速查公式
学习地图 4 modules
原子结构高中4
玻尔模型用量子化轨道解释氢原子稳定性和谱线。
- \(L=n\hbar\)
- \(E_n=-13.6/n^2\)
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题目：电子从高能级跃迁到低能级时会怎样？
答案：发射光子
步骤：能量差以光子形式释放。
不同跃迁产生不同波长的离散谱线。
- \(hf=E_i-E_f\)
- \(E=hc/\lambda\)
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题目：为什么每种元素都有特征谱线？
答案：因为能级结构不同
步骤：跃迁能差决定谱线位置。
大学阶段用量子数和轨道图像取代简化的经典轨道想象。
- \(n,\ell,m,s\)
- \(2(2\ell+1)\)
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题目：主量子数主要决定什么？
答案：能级和轨道尺度
步骤：n 越大平均半径通常越大。
核结构高中2
放射性是核内部自发转变，具有统计规律性。
- \(N=N_0e^{-\lambda t}\)
- \(N=N_0(1/2)^{t/T_{1/2}}\)
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题目：三个半衰期后剩余多少？
答案：1/8
步骤：每个半衰期减半。
结合能越高通常意味着原子核越稳定。
- \(E_b=\Delta mc^2\)
- \(\Delta m=Zm_p+(A-Z)m_n-m_{\text{nucleus}}\)
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题目：为什么中等质量核最稳定？
答案：平均结合能通常最高
步骤：拆开它们需要更多能量。
核反应高中1
重核裂变和轻核聚变都可能释放能量，但实现条件不同。
- \(Q=(m_i-m_f)c^2\)
- \(E=\Delta mc^2\)
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题目：太阳主要靠哪种核反应发光发热？
答案：聚变
步骤：核心中轻核聚变释放巨大能量。
粒子图景大学1
现代粒子物理把物质基本组分划分为夸克与轻子，并由规范相互作用连接。
- \(u,d,s,c,b,t\)
- \(e,\mu,\tau,\nu_e,\nu_\mu,\nu_\tau\)
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题目：质子由哪些夸克组成？
答案：uud
步骤：标准模型夸克模型给出。
公式速查区 15 formulas
原子结构与光谱公式组5
- \[E_n=-\frac{13.6}{n^2}\text{ eV}\]
- \[hf=E_i-E_f\]
- \[\frac1\lambda=R\left(\frac1{n_f^2}-\frac1{n_i^2}\right)\]
- \[r_n=a_0n^2\]
- \[L=n\hbar\]
核衰变与结合能公式组5
- \[N=N_0e^{-\lambda t}\]
- \[T_{1/2}=\frac{\ln2}{\lambda}\]
- \[E_b=\Delta mc^2\]
- \[1\text{ u}\approx931.5\text{ MeV}/c^2\]
- \[A=\lambda N\]
核反应与粒子图像公式组5
- \[Q=(m_{\text{i}}-m_{\text{f}})c^2\]
- \[E_{\text{release}}=\Delta mc^2\]
- \[p^+,n^0\in\text{baryons}\]
- \[e^-,\nu_e\in\text{leptons}\]
- \[\text{quarks: }u,d,s,c,b,t\]
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剩余数量 N: 12.5
衰变常数 λ: 0.1155
对应结合能: 3.726 MeV
对应能量: 5.970e-13 J