高考物理总复习 第15章 第2讲 原子结构 氢原子光谱课件 新人教版.ppt

第十五章波粒二象性原子结构与原子核 第二讲原子结构氢原子光谱 知识点一原子结构1 电子的发现 英国物理学家发现了电子 2 粒子散射实验1909 1911年 英国物理学家和他的助手进行了用 粒子轰击金箔的实验 实验发现绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿方向前进 但有少数 粒子发生了大角度偏转 偏转的角度甚至大于90 也就是说它们几乎被 撞 了回来 汤姆孙 卢瑟福 原来 3 原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核 原子全部的和几乎全部都集中在核里 带负电的电子在核外空间绕核旋转 正电荷 质量 认识原子结构的线索 1 如图所示为 粒子散射实验装置的示意图 荧光屏和显微镜分别放在图中的a b c d四个位置时 关于观察到的现象 下述说法不正确的是 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比放在a位置时少得多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 根据 粒子散射实验的现象 绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上沿原方向前进 因此在a位置观察到闪光次数最多 故a正确 少数 粒子发生大角度偏转 因此从a到d观察到闪光会逐渐减小 因此b d正确 c错 答案 c 知识点二氢原子光谱1 光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开 获得光的成分和分布的记录 即光谱 2 光谱分类 有些光谱是一条条的 这样的光谱叫做线状谱 有的光谱是连在一起的 这样的光谱叫做连续谱 波长 频率 强度 亮线 光带 解析 只有氢原子光谱中可见光波长的倒数满足巴耳末公式 氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线不满足巴耳末公式 满足的是与巴耳末公式类似的关系式 a d错 在巴耳末公式中的n只能取不小于3的整数 不能连续取值 波长也只能是分立的值 故氢原子光谱不是连续谱而是线状谱 b错 c对 答案 c 知识点三玻尔理论能级1 玻尔原子模型 1 轨道假设 原子中的电子在库仑引力的作用下 绕原子核做圆周运动 电子绕核运动的可能轨道是的 2 定态假设 电子在不同的轨道上运动时 原子处于不同的状态 因而具有不同的能量 即原子的能量是的 这些具有确定能量的稳定状态称为定态 在各个定态中 原子是的 不向外辐射能量 不连续 量子化 稳定 3 跃迁假设 原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要或一定频率的光子 光子的能量等于两个状态的 即h 2 能级 在玻尔理论中 原子各个可能状态的 3 基态和激发态 原子能量 的状态叫基态 其他能量 相对于基态 较高的状态叫激发态 4 量子数 现代物理学认为原子的可能状态是不连续的 各状态可用正整数1 2 3 表示 叫做量子数 一般用n表示 辐射 吸收 能量差 e初 e末 能量值 最低 1 对原子跃迁条件h em en的说明原子跃迁条件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 对于光子和原子作用而使氢原子电离时 只要入射光的能量e 13 6ev 氢原子就能吸收光子的能量 对于实物粒子与原子作用使氢原子激发时 实物粒子的能量大于或等于能级差即可 3 氢原子辐射出一个光子后 根据玻尔理论 以下说法正确的是 a 电子的动能减少 电势能增大b 电子的动能增大 电势能减小c 电子绕核旋转的半径减小 周期变小d 电子绕核旋转的半径增大 周期变大 答案 bc 如图所示为氢原子的能级示意图 一群氢原子处于n 3的激发态 在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子 用这些光子照射逸出功为2 49ev的金属钠 下列说法正确的是 a 这群氢原子能辐射出三种频率不同的光 其中从n 3跃迁到n 2所发出的光波长最短b 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小 电势能增大c 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11 11evd 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9 60ev 答案 d 变式训练 1 如图所示为氢原子能级图 可见光的光子能量范围约为1 62 3 11ev 下列说法正确的是 a 大量处在n 3的高能级的氢原子向n 3能级跃迁时 发出的光有一部分是可见光b 大量处在n 3能级的氢原子向n 2能级跃迁时 发出的光是紫外线c 大量处在n 3能级的氢原子向n 1能级跃迁时 发出的光都应具有显著的热效应d 处在n 3能级的氢原子吸收任意频率的紫外线光子都能发生电离 解析 当处在n 3的高能级的氢原子向n 3能级跃迁时 放出光子的最大能量 e 1 51ev 故不可能为可见光 a错 当从n 3向n 2跃迁时 光子能量 e 3 4ev 1 51ev 1 89ev 为可见光 b错 当从n 3向n 1跃迁时 光子能量 e 12 09ev 在紫外区 无显著的热效应 c错 紫外线光子的能量h 3 11ev 大于处于n 3能级的氢原子的电离能 故d正确 答案 d 1 能量为ei的光子照射基态氢原子 刚好可使该原子中的电子成为自由电子 这一能量ei称为氢的电离能 现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子 该电子在远离核以后速度的大小为 用光子频率 电子质量m 氢原子的电离能ei和普朗克常量h表示 2 氢原子在基态时轨道半径r1 0 53 10 10