高考物理 原子结构与原子核复习课件2.ppt

1 光谱 用光栅和棱镜可以把光按波长展开 获得光的波长 频率 成分和强度分布的记录 即光谱 2 线状谱 有些光谱是一条条的 这样的光谱叫线状谱 3 连续谱 有些光谱是连在一起的 叫连续谱 4 光谱分析 每种原子都有自己的特征谱线 可以利用它来物质或物质的组成成份 这种方法叫光谱分析 1 光谱和光谱分析 亮线 光带 鉴别 确定 2 氢原子光谱 分立 1 玻尔理论 轨道量子化 电子绕核运动的轨道是的 能量状态量子化 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 能量最低的状态叫基态 其他状态叫激发态 跃迁假说 原子从一种定态跃迁到另一种定态要一定频率的光子 即h em en m n 3 玻尔理论 不连续 辐射 或吸收 2 能级概念及氢原子的能级图在玻尔模型中 原子的可能状态是不连续的 各状态对应的能量也是不连续的 这些不连续的能量值叫做能级 氢原子能级图如图16 2 1所示 1 成功之处 在解决核外电子的运动时引入量子化概念 成功地解释并预言了氢原子辐射的电磁波谱问题 2 不足之处 在解决核外电子的运动时应用了 轨道 等有关概念和有关向心力 牛顿第二定律等经典力学规律 实际上经典力学规律在微观领域是不适用的 因此在解释除氢原子光谱以外的复杂原子光谱时遇到了困难 4 玻尔理论的成功与不足 如图16 2 2所示 是氢原子四个能级的示意图 当氢原子从n 4的能级跃迁到n 3的能级时 辐射出光子a 当氢原子从n 3的能级跃迁到n 2的能级时 辐射出光子b 则以下判断正确的是 1 原子的能级结构 a 光子a的能量大于光子b的能量b 光子a的频率大于光子b的频率c 光子a的波长大于光子b的波长d 在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度 解析 参照提供的能级图 容易求得b光子的能量大 e h 所以b光子频率高 波长小 所有光子在真空中速度都是相同的 正确答案是c 该题考查光的本性问题 涉及到能级的基本规律 答案 c 1 原子物理中的计算问题数据较为繁锁 运算容易出错 在运算中既要细心又要有耐心 不然就可能因为最后结果有误而前功尽弃 2 注意公式中各量的单位 计算频率 波长时 能量单位 电子伏 ev 要化成国际单位的 焦 j 3 本例说明氢原子能级 及利用该能级计算氢原子从一能级跃迁到另一能级时 吸收或发出光子的能量 频率 波长的方法 氢原子能级图的一部分如16 2 3图所示 a b c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径 设在a b c三种跃迁过程中 放出光子的能量和波长分别是ea eb ec和 a b c 则关系正确的是 a b a cc b a cd eb ea ec 答案 bd 2008 深圳二模 紫外线照射一些物质时 会发生荧光效应 即物质发出可见光 这些物质中的原子先后发生两次跃迁 其能量变化分别为 e1和 e2 下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是 a 两次均向高能级跃迁 且 e1 e2 b 两次均向低能及跃迁 且 e1 e2 c 先向高能级跃迁 再向低能及跃迁 且 e1 e2 d 先向高能级跃迁 再向低能级跃迁 且 e1 e2 答案 d 根据玻尔氢原子模型 核外电子在第一和第三可绕轨道运动时 a 半径之比1 3b 速率之比为3 1c 周期之比为1 9d 动能之比为9 1 答案 bd 玻尔的能级理论与电子运动的速率 周期 动能 势能综合 难度较大 应明确电子绕着核圆周运动向心力及受力关系 根据玻尔理论 氢原子中 量子数n越大 a 电子轨道半径越大b 氢原子能级的能量值越大c 向外辐射光子的能力越大d 核外电子的速率越大 答案 abc 例 已知氢原子基态的电子轨道半径为r1 0 528 10 10m 量子数为n的能级值为en 1 求电子在基态轨道上运动时的动能 2 有一群氢原子处于量子数n 3的激发态 画一能级图 在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线 3 计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长 其中静电力恒量k 9 0 109n m c2 电子电荷量e 1 6 10 19c 普朗克恒量h 6 63 10 34j s 真空中光速c 3 0 108m s 2 作能级图如图16 2 4 可能发出两条光谱线 2 错解中的图对能级图的基本要求不清楚 3 不少学生把能级图上表示能级间能量差的长度线看成与谱线波长成正比了 正解如下 2 当氢原子从量子数n 3的能级跃迁到较低能级时 可以得到3条光谱线 如图16 2 5所示 答案 见解析 在气体放电管中 用携带着能量12 2ev的电子去轰击氢原子 试确定此时的氢可能辐射的谱线的波长 解析 用光子照射原子使其发生跃迁时 只能吸收能量恰好与原子跃迁时能级差相同的光子 当受到电子或其他实物粒子轰击时 可以只吸收电子的部分能量 而发生跃迁 所以本题中如果是用12 2ev的光子去照射 是不会使氢原子发生跃迁的 氢原子所能吸收的最大能量就等于对它轰击的电子所携带的能量12 2ev 氢原子吸收这一能量后