在物理学中，原子和原子核是极为重要的基本概念，尤其对于高考生来说，理解这部分内容是取得好成绩的关键。本讲主要围绕原子结构和核物理展开，涉及α粒子散射实验、放射性衰变、原子能级以及粒子的性质。
1. **α粒子散射实验**：卢瑟福的α粒子轰击金箔实验揭示了原子的核式结构。α粒子在穿过原子时会受到原子核的库仑斥力，导致部分粒子偏转，极少数甚至会大角度偏转，这说明原子内部大部分空间是空的，且有一个带正电的核心——原子核。
2. **放射性衰变**：放射性元素如碘131会发生β衰变，释放出电子。衰变方程必须满足质量数和电荷数守恒。例如，碘131衰变成氙131并释放一个电子。
3. **氢原子能级与电离**：氢原子的激发态能量与其基态能量的关系由玻尔模型给出，电离需要克服基态与第一激发态之间的能量差。根据光子能量与波长的关系，可以计算出能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长。
4. **核反应类型**：α衰变、β衰变和核聚变是常见的核反应形式。U到Th+He是α衰变，N+He到O+H是核反应而非β衰变，H+H到He+n是轻核聚变，Se到Kr+2e是β衰变而不是重核裂变。
5. **康普顿散射**：康普顿效应表明光子不仅有能量，还有动量。当X射线被散射时，光子的能量和动量会改变，导致其频率降低，波长增大。
6. **核物理性质**：中子和质子结合成原子核时会释放能量，而非吸收；放射性物质的半衰期不受温度影响；α衰变会使核内中子数减少2，β衰变减少1，所以经过一次α衰变和两次β衰变，中子数减少4；γ射线的电离作用相对较弱，但穿透性强。
7. **放射性射线的分类**：α、β和γ射线的电离能力和穿透能力不同，可以通过电场进行分离。α射线电离能力强但穿透性弱，β射线次之，γ射线穿透最强但电离能力最弱。
8. **玻尔原子理论**：氢原子中电子离原子核越远，其能量越大。电子吸收光子后被电离，由能量守恒和动量守恒可得电子的速度。
9. **放射性衰变过程**：131I衰变产生碘127和电子，137Cs衰变产生铯137和电子。中子数等于质量数减去质子数，所以131I中有78个中子，137Cs中有82个中子。
10. **量子力学原理**：微观粒子的动量和位置不能同时精确知道，这是海森堡不确定性原理；光同时具有粒子性和波动性，光电效应证明了其粒子性；验电器张开表明带正电，紫外线照射锌板可以产生电子，使验电器带负电；若用强度较弱的紫外线，仍能产生光电效应，验电器依然张开；康普顿散射中，入射光子的能量较高，ν1大于ν2。
此外，核能的利用通常包括核裂变和核聚变，核电站发电过程中，能量转化遵循能量守恒定律，并且存在质量亏损，通过爱因斯坦的质能方程E=mc²可以计算出质量亏损。
总结这些知识点，对于准备高考物理的学生来说，理解并掌握这些内容至关重要，因为它们构成了现代物理学的基础，并在实际生活中有着广泛的应用，如医学成像、能源生产、环境保护等领域。
