高中物理 第18章 阶段复习课课件 新人教版选修35.ppt

第十八章阶段复习课 一 卢瑟福的核式结构模型1 核式结构模型1911年由卢瑟福提出 在原子中心有一个很小的核 叫原子核 它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量 电子在核外空间运动 2 原子核的电荷与尺度 1 原子内的电荷关系 各种元素的原子核的电荷数与含有的电子数相等 非常接近于它们的原子序数 2 原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的 原子核的电荷数就等于原子核中的质子数 3 原子核的大小 实验确定的原子核半径r的数量级为10 15m 而原子的半径的数量级是10 10m 因而原子内部十分 空旷 二 光谱光谱分类 发射光谱吸收光谱 连续谱线状谱 1 连续谱 1 产生 炽热的固体 液体和高压气体的发射光谱是连续谱 如电灯丝发出的光 炽热的钢水发出的光都形成连续谱 2 特点 其光谱是连在一起的光带 2 线状谱 只含有一些不连续的亮线的光谱 1 产生 由游离状态的原子发射的 因此也叫原子光谱 稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱是线状谱 实验证明 每种元素的原子都有一定特征的线状谱 可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的线状谱 2 特点 不同元素的原子产生的线状谱是不同的 但同种元素原子产生的线状谱是相同的 这意味着 某种物质的原子可用其线状谱加以鉴别 因此称某种元素原子的线状谱为这种元素原子的特征谱线 3 吸收光谱 1 定义 高温物体发出的白光通过某物质后 某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱 2 产生 由高压气体或炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后产生的 3 特点 在连续谱的背景上有若干条暗线 实验表明 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的线状谱中的一条亮线相对应 即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的 因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线 三 自发跃迁与受激跃迁的比较1 自发跃迁 1 由高能级到低能级 由远轨道到近轨道 2 释放能量 放出光子 发光 h e初 e末 3 光谱线条数为 2 受激跃迁 1 由低能级到高能级 由近轨道到远轨道 2 吸收能量 光照射 实物粒子 四 三个原子模型的对比 电子的发现 原子是一个球体 正电荷均匀分布在球内 电子镶嵌其中 可解释一些实验现象 但无法说明 粒子散射实验 卢瑟福的 粒子散射实验 原子的中心有一个很小的核 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里 电子在正电体外面运动 成功解释了 粒子散射实验 无法解释原子的稳定性及原子光谱的分立特征 氢原子光谱的研究 在核式结构模型基础上 引入量子观念 成功解释了氢原子光谱及原子的稳定性 不能解释较复杂原子的光谱现象 原子结构 原子核式结构模型 玻尔的原子模型 电子的发现 原子核式结构模型 原子的核式结构 阴极射线 高速 流 发现电子 揭示原子有复杂结构 粒子散射实验 绝大多数 粒子 运动方向少数 粒子发生 极少数 粒子发生 偏转 甚至被反弹 原子核 集中了 和几乎全部质量电子 绕 高速旋转成功解释了 不能解释氢光谱 电子 汤姆孙 不改变 偏转 大角度 全部正电荷 原子核 粒子散射实验 玻尔的原子模型 轨道 与定态能级跃迁和频率条件 氢原子能级图玻尔理论的局限性 氢原子光谱 连续光谱 光谱 巴耳末公式 n 3 4 5 玻尔的原子模型 线状谱 量子化 h em en 一 原子的核式结构 粒子散射实验结果及由此建立的学说 1 实验结果 粒子穿过金箔后 绝大多数 粒子仍沿原来的方向前进 少数 粒子有较大的偏转 极少数 粒子的偏转角度超过90 有的甚至被弹回 偏转角达到180 2 核式结构学说 在原子的中心有一个很小的原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 电子绕核运转 3 该部分主要考查核式结构理论的建立过程 电子绕原子核转动中有关能量 加速度等问题 典例1 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 a 在实验中观察到的现象是 绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进 少数发生了较大偏转 极少数偏转角度超过90 有的甚至被弹回b 使 粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子 当 粒子接近核时是核的斥力使 粒子偏转 当 粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转c 实验表明 原子中心有一个极小的核 它占有原子体积的极小部分d 实验表明 原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量 规范解答 选a c 由 粒子散射实验结果知 a正确 由于电子的质量远小于 粒子的质量 对 粒子的运动影响极小 使 粒子发生明显偏转的是原子核的斥力 b错误 实验表明 原子具有核式结构 核极小 但含有全部的正电荷和几乎所有的质量 c正确 d错误 变式训练 2012 烟台高二检测 在 粒子散射实验中 少数 粒子发生了大角度偏转 这些 粒子 a 一直受到重金属原子核的斥力作用b 动能不断减小c 电势能不断增大d 出现大角度偏转是与电子碰撞的结果 解析 选a 粒子一直受到斥力的作用 斥力先做负功后做正功 粒子的动能先减小后增大 势能先增大后减小 粒子的质量远大于电子的质量 与电子碰撞后其运动状态基本不变 a项正确 二 玻尔理论1 基本内容 1 原子的能量是量子化的 2 电子的轨道是量子化的 3 能级跃迁时辐射或吸收光子的能量h em en m n 2 考查内容 1 原子跃迁 电势能与动能的变化情况 n增大时 电子的动能减小而电势能增加 总能量增加 反之电子的动能增大而电势能减少 总能量减少 2 氢原子光谱的说明 3 氢原子的能级结构 能级公式 4 氢原子能级图的应用 5 氢原子的辐射和吸收理论 典例2 用频率为 0的光照射大量处于基态的氢原子 在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 1 2 3的三条谱线 且 3 2 1 则 a 0 1b 3 2 1c 0 1 2 3d 规范解答 选b 因为仅发射出三种不同频率的光子 且 3 2 1 所以h 3 e3 e1 h 2 e2 e1 h 1 e3 e2 所以h 3 h 2 h 1 故b项对 c d项错 入射光子h 0 h 3 所以 0 1 a项错 变式训练 根据玻尔理论 氢原子核外电子在n 1和n 2的轨道上运动时 其运动的 a 轨道半径之比为1 4b 动能之比为1 4c 速度大小之比为4 1d 周期之比为1 8 解析 选a d 玻尔的原子理论表明 氢原子核外电子