《高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 143 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 143 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜課件（54頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、電子的發(fā)現(xiàn)1陰極射線：在研究氣體導(dǎo)電的玻璃管內(nèi)有陰、陽(yáng)兩極，當(dāng)兩極間加一定電壓時(shí)， 便發(fā)出一種射線，這種射線稱為 2電子的發(fā)現(xiàn)：電子是由英國(guó)物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)的，其電荷量為e ，其質(zhì)量為me9.11031 kg.陰極陰極陰極射線陰極射線湯姆孫湯姆孫1.61019 C二、原子結(jié)構(gòu)1原子的核式結(jié)構(gòu)模型(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍 ，少數(shù)粒子發(fā)生了 ，極少數(shù)粒子甚至被 沿原來(lái)的方向前進(jìn)沿原來(lái)的方向前進(jìn)較大的偏轉(zhuǎn)較大的偏轉(zhuǎn)原路彈回原路彈回 (2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的原子核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在 上，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn) (3)原子

2、核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級(jí)為 ，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為 .原子核原子核1015 m1010 m 2玻爾原子模型 (1)原子只能處于一系列能量 的狀態(tài)中，具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫做 ，原子處于最低能級(jí)的狀態(tài)叫 ，其他的狀態(tài)叫 (2)原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時(shí)，吸收(或輻射) 的光子能量h，hE2E1(E2E1) (3)原子的不同能量狀態(tài)對(duì)應(yīng)于電子的不同 不連續(xù)不連續(xù)定態(tài)定態(tài)基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)一定頻率一定頻率運(yùn)行軌道運(yùn)行軌道可見光區(qū)可見光區(qū) 1.10107 m1 2氫原子的能級(jí)和軌道半徑 (1)氫原子的能級(jí)公式：En (n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量E1 . (2)氫原子的半徑公式：r

3、n (n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑r1 .13.6_eVn2r10.531010_m 1關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是() A該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行 B帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng) C熒光屏上的閃光是散射的粒子打在熒光屏上形成的 D熒光屏只有正對(duì)粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光解析D由于該實(shí)驗(yàn)要求在真空中進(jìn)行，顯微鏡能夠在水平面上移動(dòng)，以便接收通過(guò)金箔后不同方向上的粒子，而熒光屏上的閃光則是由于粒子的撞擊形成的；由于粒子通過(guò)金箔后發(fā)生了散射，沿粒子源發(fā)出的射線方向以外仍然出現(xiàn)閃光，由此可知，A、B、C說(shuō)法正確，故應(yīng)選D. 2在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，

4、有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是() A原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 B正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的 C原子中存在著帶負(fù)電的電子 D金箔中的金原子間存在很大的空隙，只有極少數(shù)碰到金原子解析A盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明只有少數(shù)粒子受到很強(qiáng)的斥力，大多數(shù)粒子受到的斥力很小，這反映出在原子內(nèi)部正電荷分布在很小的空間，且質(zhì)量很大，A正確，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中所用金箔盡管很薄，但也有上萬(wàn)層原子，由此可知，有少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)顯然不是由于碰到金原子，由此知B、C、D錯(cuò)誤 3利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析下列說(shuō)法正確的是() A利用高溫物

5、體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分 B利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分 C高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分 D同一種物質(zhì)的線狀譜與吸收光譜上的暗線由于光譜的不同，它們沒(méi)有關(guān)系解析B由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的明線是與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過(guò)這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照，即可確定物質(zhì)的組成成分，B正確；高溫物體發(fā)出的光通過(guò)某物質(zhì)后，某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，C錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光，當(dāng)光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)它也會(huì)吸收這種頻率的光，因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相

6、對(duì)應(yīng)D錯(cuò)誤 4按照玻爾的理論，氫原子的能級(jí)是氫原子處于各個(gè)定態(tài)時(shí)的能量值，它包括氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能和電子在軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能當(dāng)一個(gè)氫原子從n4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，下列說(shuō)法正確的是() A氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能增加，電子的動(dòng)能增加 B氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能減小，電子的動(dòng)能減小 C氫原子可能輻射6種不同波長(zhǎng)的光 D氫原子可能輻射3種不同波長(zhǎng)的光 5如圖所示為氫原子的能級(jí)圖用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有_種解析由EEnE1可知EnEE113.06 eV13.60 eV0.54 eV.吸收13.06 eV能量后氫原子處于量子數(shù)n5的激發(fā)態(tài)，故可產(chǎn)生

7、10種不同波長(zhǎng)的光【答案】10 要點(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)1.電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子 2原子的核式結(jié)構(gòu) (1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至被撞了回來(lái)，如圖所示 (2)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型 在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn) (3)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級(jí)為1015 m，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為1010 m. (4)原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)

8、【例1】盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)(1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法中正確的是()A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D證明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)解析粒子散射實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子的核式結(jié)構(gòu)，從能量轉(zhuǎn)化角度看，當(dāng)粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，可以估算原子核的大小(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子，所以C項(xiàng)正確，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，

9、D項(xiàng)錯(cuò)【答案】(1)C(2)2.71014 m【規(guī)律方法】粒子轟擊金箔時(shí)并不是直接接觸原子核，所以只能是估算原子核的大小 (2011上海)盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是()解析D粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)絕大多數(shù)的粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)；(2)少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；(3)極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，甚至有個(gè)別粒子被反彈回來(lái)?yè)?jù)此可知本題只有D項(xiàng)正確.要點(diǎn)二氫原子光譜與氫原子的能級(jí)1.氫原子光譜與玻爾理論(1)光譜的分類 (4)玻爾理論 定義：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射

10、能量 躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js) 電子動(dòng)能：電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力，即km，所以Eknk，隨r增大而減小 電勢(shì)能：通過(guò)庫(kù)侖力做功判斷電勢(shì)能的增減當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)能減?。环粗?，軌道半徑增大時(shí)，電勢(shì)能增加(1)巴耳末系是氫原子在可見光區(qū)的一組譜線，在紅外光區(qū)和紫外光區(qū)也有類似的譜線系(2)原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況對(duì)于光子和原子作用而使原子電離時(shí)，只要入射光的能量E13.6 eV，原

11、子就能吸收光子的能量，對(duì)于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時(shí)，實(shí)物粒子的能量大于或等于能級(jí)差即可 (2)氫原子的能級(jí)圖 能級(jí)圖如圖所示 能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明相關(guān)量相關(guān)量表示意義表示意義能級(jí)圖中的橫線能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)定態(tài)橫線左端的數(shù)字橫線左端的數(shù)字“1,2,3”表示量子數(shù)表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字橫線右端的數(shù)字“13.6，3.40”表示氫原子的能級(jí)表示氫原子的能級(jí)相鄰橫線間的距離相鄰橫線間的距離表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大相表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大相鄰的能級(jí)差越小鄰的能級(jí)差越小帶箭頭的豎線帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍表示原子由較高

12、能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷的條件為遷，原子躍遷的條件為hEmEn【例2】(1)氫原子的部分能級(jí)如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知，氫原子() A從高能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)比可見光的短 B從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光 C從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高 D從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光(2)(2010山東理綜)大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在_個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上，其中最高能級(jí)的能量

13、值是_eV(基態(tài)能量為13.6 eV)(2)由于大量氫原子在處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，可知?dú)湓犹幱谧罡吣芗?jí)是n3，躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上；其中最高能級(jí)的能量值是E31.51 eV.【答案】(1)AD(2)21.51解析B本題考查氫原子能級(jí)與原子躍遷，意在考查考生對(duì)原子躍遷規(guī)律的理解與應(yīng)用當(dāng)用頻率為0的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí)，由所發(fā)射的光譜中僅能觀測(cè)到三種頻率的譜線可知，這三種頻率的光子應(yīng)是氫原子從第3能級(jí)向低能級(jí)躍遷過(guò)程中所輻射的，由能量特點(diǎn)可知，312，B項(xiàng)正確. 【例】已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能量是E1.一群處于n4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷，能釋放6種

14、光子，求其中頻率最小的光子的能量【規(guī)律方法】氫原子核外電子處于無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的能量最高(E0)，處于基態(tài)時(shí)能量最低為E113.6 eV，處于基態(tài)的氫原子吸收光子后躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，所以處于較高激發(fā)態(tài)上的能級(jí)值大于基態(tài)，但都為負(fù)值1(2011天津理綜)下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C粒子散射實(shí)驗(yàn) D氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解析C光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光具有粒子性，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；X射線(倫琴射線)的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解釋了原子的穩(wěn)定性以及原子光譜的分立特征，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；所以選擇C.2(2010上海)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是()A粒子的散射實(shí)驗(yàn)B對(duì)陰極射線的研究C天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)D質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)解析A盧瑟福根據(jù)粒子的散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，所以A項(xiàng)正確解析AC此公式是巴耳末在研究氫光譜在可見光區(qū)的14條譜線中發(fā)現(xiàn)的，只適用于氫光譜的分析，故A正確，D錯(cuò)此公式中n只能取大于等于3的整數(shù)，則不能取連續(xù)值，故為分立的線狀譜，故C正確，B錯(cuò) 4氫原子從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)放出光子的頻率為，則它從基態(tài)躍遷到n4的能級(jí)吸收的光子頻率為_