高考物理总复习 第12章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核（第3课时）原子结构课件.ppt

第3课时原子结构 基础过关 1 电子的发现 1 英国物理学家 使用气体放电管对阴极射线进行了一系列实验研究 让阴极射线分别通过电场和磁场 根据 现象 证明它是带负电的粒子流并求出其比荷 换用 的阴极做实验 所得 的数值都相同 是氢离子比荷的近两千倍 证明这种粒子是构成各种物质的共有成分 考点一原子的核式结构模型 b 汤姆孙 不同材料 比荷 偏转 2 电子 组成阴极射线的粒子称为 密立根 油滴实验 结论 电子 负电 质子 9 1 10 31kg 2 汤姆孙原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型 他认为原子是一个 弥漫性地均匀分布在整个球体内 镶嵌其中 3 粒子散射实验 1 实验装置 粒子源 放大镜和 2 实验现象 绝大多数的 粒子穿过金箔后 基本上 的方向前进 少数 粒子发生了 偏转 极少数 粒子的偏转角度 甚至有极个别 粒子几乎被 撞了回来 3 实验意义 卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 球体 正电荷 电子 金箔 荧光屏 仍沿原来 大角度 大于90 核式结构 4 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 它集中了原子全部的 和几乎全部的 在核外空间运动 5 原子核的电荷与尺度 原子核 正电荷 质量 电子 电子数 质子和中子 质子 10 10m 10 15m 过关演练 1 多选 卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析 知道了 a 原子具有核式结构b 原子核内有中子存在c 原子核是由质和中子组成的d 在原子中 原子核占有的空间很小解析 粒子散射实验结果说明原子是由原子核和核外电子组成的 原子核集中了全部的正电荷和几乎全部的质量 而且原子核占有空间很小 但无法说明原子核的内部结构 因此选项a d正确 b c错误 答案ad 2 多选 如图为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验的装置示意图 荧光屏和显微镜一起分别放在图中a b c d四个位置时 关于观察到的现象 下列说法正确的是 a 相同时间内放在a位置时观察到屏上的闪光次数最多b 相同时间内放在b位置时观察到屏上的闪光次数只比放在a位置时稍微少些c 放在c d位置时屏上观察不到闪光d 放在d位置时屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 解析卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验时 得到以下结论 大部分 粒子都能直接穿过金箔 个别的发生偏转 极少数发生大角度的偏转 故a d正确 b c错误 答案ad 精练题组 1 关于阴极射线的本质 下列说法正确的是 a 阴极射线本质是氢原子b 阴极射线本质是电磁波c 阴极射线本质是电子d 阴极射线本质是x射线解析阴极射线是原子受激发射出的电子 关于阴极射线是电磁波 x射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设 是错误的 答案c 2 在卢瑟福 粒子散射实验中 金箔中的原子核可以看作静止不动 下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹 其中正确的是 解析金箔中的原子核与 粒子都带正电 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用 a d错误 由原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件 知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方 选项b错 c对 答案c 3 不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 a 原子中心有一个很小的原子核b 原子核是由质子和中子组成的c 原子质量几乎全部集中在原子核内d 原子的正电荷全部集中在原子核内 解析当 粒子穿过原子时 电子对 粒子影响很小 影响 粒子运动的主要是原子核 离核远则 粒子受到的库仑斥力很小 运动方向改变小 只有当 粒子与核十分接近时 才会受到很大库仑斥力 而原子核很小 所以 粒子接近它的机会就很少 所以只有极少数大角度的偏转 而绝大多数基本按直线方向前进 因此为了解释 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核 叫原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 但不能得到原子核内的组成 故b不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论 a c d可以 答案b 4 多选 关于原子结构 下列说法正确的是 a 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律b 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性c 卢瑟福的 粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子d 卢瑟福的 粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的 西瓜模型 解析玻尔提出的原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 卢瑟福核式结构模型不能解释原子的稳定性 卢瑟福的 粒子散射实验表明原子具有核式结构 否定了汤姆孙关于原子结构的 西瓜模型 故a d正确 b c错误 答案ad 基础过关 1 氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线 其波长公式 n 3 4 5 r是里德伯常量 r 1 10 107m 1 n为量子数 考点二氢原子光谱 b 玻尔的原子模型 c 2 玻尔理论 1 定态 原子只能处于一系列 的能量状态中 在这些能量状态中原子是 的 电子虽然绕核运动 但并不向外辐射能量 2 跃迁 原子从一种定态跃迁到另一种定态时 它辐射或吸收一定频率的光子 光子的能量由这两个定态的能量差决定 即h h是普朗克常量 h 6 63 10 34j s 3 轨道 原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应 原子的定态是 的 因此电子的可能轨道也是 的 不连续 稳定 em en 不连续 不连续 3 氢原子的能级 能级公式 1 氢原子的能级能级图如图所示 过关演练 1 2015 浙江10月选考 多选 氢原子从n 6能级跃迁到n 2能级时辐射出频率为 1的光子 从n 5能级跃迁到n 2能级时辐射出频率为 2的光子 下列说法中 正确的是 a 频率为 1的光子的能量较大b 频率为 1的光子的动量较大c 做双缝干涉实验时 频率为 1的光产生的条纹间距较大d 做光电效应实验时 频率为 1的光产生的光电子的最大初动能较大 答案abd 2 多选 氢原子能级图如图所示 当氢原子从n 3跃迁到n 2的能级时 辐射光的波长为656nm 下列判断中 正确的是 a 氢原子从n 2跃迁到n 1的能级时 辐射光的波长大于656nmb 用波长为325nm的光照射 可使氢原子从n 1跃迁到n 2的能级c 一群处于n 3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d 用波长为633nm的光照射 不能使氢原子从n 2跃迁到n 3的能级 答案cd 例1 如图所示为氢原子的四个能级 其中e1为基态 若氢原子a处于激发态e2 氢原子b处于激发态e3 则下列说法正确的是 a 原子a可能辐射出3种频率的光子b 原子b可能辐射出3种频率的光子c 原子a能够吸收原子b发出的光子并跃迁到能级e4d 原子b能够吸收原子a发出的光子并跃迁到能级e4 解析原子a从激发态e2跃迁到e1 只辐射一种频率的光子 a错 原子b从激发态e3跃迁到基态e1可能辐射三种频率的光子 b对 由原子能级跃迁理论可知 原子a可能吸收原子b由e3跃迁到e2时放出的光子并跃迁到e3 但不能跃迁到e4 c错 a原子发出的光子能量 e e2 e1大于e4 e3 故原子b不可能跃迁到能级e4 d错 答案b 要点二几种跃迁情况说明1 原子跃迁条件h em en只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况 2 当光子能量大于或等于13 6ev时 也可以被处于基态的氢原子吸收 使氢原子电离 当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13 6ev时 氢原子电离后 电子具有一定的初动能 3 原子还可吸收外来实物粒子 例如自由电子 的能量而被激发 由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收 所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差 例2 对于基态氢原子 下列说法正确的是 a 它能吸收10 2ev的光子b 它能吸收11ev的光子c 它能吸收动能为10ev的电子的能量d 它能吸收具有11ev动能的电子的全部动能解析注意到光子能量只能全部被吸收 而电子能量则可以部分被吸收 10 2ev刚好是n 1 n 2的能级差 而11ev不是 由玻尔理论知a正确 基态氢原子只可吸收动能为11ev的电子的部分能量 10 2ev 剩余0 8ev仍为原来电子所有 答案a 精练题组 1 多选 欲使处于基态的氢原子激发 下列措施中可行的是 a 用10 2ev的光子照射b 用11ev的光子照射c 用14ev的光子照射d 用11ev的电子碰撞解析 13 6ev 10 2ev 3 4ev 而e2 3 4ev 故a正确 13 6ev 11ev 2 6ev 不符合h em en m n 的条件 故b错误 14ev 13 6ev 已经足以使氢原子电离 故c正确 用11ev的电子碰撞 e2 e1 10 2ev 11ev 故d正确 答案acd 2 大量氢原子从n 5的激发态向低能级跃迁时 产生的光谱条数是 a 4条b 6条c 8条d 10条 答案d 3 多选 关于玻尔的原子模型理论 下列说法正确的是 a 原子可以处于连续的能量状态中b 原子的能量状态不可能是连续的c 原子的核外电子在轨道上运动时 要向外辐射能量d 原子的核外电子在轨道上运动时 不向外辐射能量解析由玻尔的原子模型知原子的能量是不连续的 是量子化的 电子在定态轨道上绕核运动时 不向外辐射能量 处于定态 只有从高能级轨道向低能级轨道跃迁时 才向外辐射能量 答案bd 4 根据玻尔的氢原子理论 电子在各条可能轨道上运动的能量是指 a 电子的动能b 电子的电势能c 电子的电势能与动能之和d 电子的动能 电势能和原子核能之和解析根据玻尔理论 电子绕核在不同轨道上做圆周运动 库仑引