氢原子光谱.doc

赣马高级中学20092010学年度第一学期高三物理复习学习案 编写人：吕飞 审核人：韦刚余 编写日期：2010/1/20 编号：003姓 名 上课时间 赣马高级中学校本课程开发 【学习课题】第九章 物态和物态变化 【高考定位】原子核式结构模型() 氢原子光谱() 原子的能级()【学习目标】一、知识与技能：1、知道电子发现、粒子散射实验、氢原子光谱、玻尔原子模型.二、过程与方法：通过研究方法的学习，使学生体会原子物理基础知识.三、情感态度与价值观：通过探究新问题的研究方法，渗透实践是检验真理的标准.【学习重点】电子发现、粒子散射实验、氢原子光谱、玻尔原子模型.【学习难点】粒子散射实验的现象和意义、氢原子光谱思考：粒子散射实验的分析 (1)由于电子质量远远小于粒子的质量(电子质量约为粒子质量的1/7300),即使粒子碰到电子,其运动方向也不会发生明显偏转,就像一颗飞行的子弹碰到尘埃一样,所以电子不可能使粒子发生大角度散射. (2)使“粒子发生大角度散射的只能是原子中带正电的部分,按照汤姆生的原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,粒子穿过原子时,它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消,因而也不可能使粒子发生大角度偏转,更不可能把粒子反向弹回,这与粒子散射实验的结果相矛盾,从而否定了汤姆生的原子模型. (3)实验现象中,粒子绝大多数不发生偏转,少数发生较大偏转,极少数偏转超过90,个别甚至被弹回,都说明了原子中绝大部分是空的,带正电的物质只能集中在一个很小的体积内(原子核).【学习过程】一、自主学习1.阴极射线:通常情况下,气体是不导电的,但在强电场中,气体能够_而导电,我们在研究气体放电时,一般都用玻璃管中_的气体.2.电子:从_射线管中射出的粒子.电子是由_发现的.电子的带电荷量是由_测定的.电子的带电荷量约为e=_.同时由密立根实验发现了电荷是_的,即任何电荷只能是e的_倍.3.粒子的散射现象: _粒子沿着原来方向运动, _粒子发生较大偏转, _粒子的偏转角度超过90有的甚至偏转角几乎达到了1804.原子核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,叫_,原子的全部_和几乎_都集中在_里,带负电的_在核外空间里绕着核旋转,原子核所带的正电荷数等于_.5.线状谱和连续谱:光谱是一条条分立的_,称为线状谱.光谱是连在一起的_,称为连续谱6.原子的特征谱线:各种原子的放射光谱都是_,不同原子的线状谱_,我们把这些不同的谱线称为原子的_.利用原子的特征谱线分析物质的方法称为_.7.玻尔模型的主要内容:(1)定态假说:原子只能处于_,在这些状态中原子是_,电子虽然绕核运动,但不向外辐射能量,这些状态叫做定态.(2)跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射(或吸收) _,光子的能量由_决定,即_.(3)轨道假说:原子的不同能量状态跟电子_相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是_8.能级:原子在各个_时所具有的能量.原子处于最低能级时,电子处在离核最近的轨道上,这种定态叫_,其他定态叫_.电子离核越远对应的原子所对应的能量越_,通常情况下,原子处于基态,基态是最稳定的.一般情况下,我们可以通过_来形象描述跃迁过程.9.激光的原理:激光产生的过程是_的过程,最早由_提出.10.对原子跃迁条件的理解(1)原子的跃迁条件:h=E初E终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原子电离和实物粒子作用而使原子激发的情况,则不受条件的限制.这是因为,原子一旦电离,原子结构即被破坏,因而不再遵守有关原子结构的理论,基态氢原子的电离能为13. 6 eV,只要大于或等于13. 6 eV的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大,至于实物粒子和原子碰撞惰况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.(2)氢原子各定态能量值是电子绕核运动的动能和势能的代数和.由En=和El=-13. 6 eV,可知,氢原子各定态的能量值均为负值.n越大,En的绝对值越小,但能量(能级)越高.因此,不能根据氢原子的能级公式En=得出氢原子各定态能量与n2成反比的结论. (3)原子处于激发态是不稳定的,会自发地向基态或其他较低能级跃迁.由于这种自发跃迁的随机性,一个原子会有多种可能的跃迁.处于量子数为n的激发态的原子,在自发跃迁时,可能发出的谱线条数为N =C,若是一群原子处于激发态,则各种可能跃迁都会发生,所以会同时得到该原子的全部光谱线.11.光谱和光谱分析炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱.稀薄气体发光形成线状谱(又叫明线光谱、原子光谱).根据玻尔理论,不同原子的结构不同,能级不同,可能辐射的光子就有不同的波长.所以每种原子都有自己特定的线状谱,因此这些谱线也叫元素的特征谱线.二、疑点探究与点拨1.阴极射线是从阴极阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流,这些微观粒子是_.若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场,阴射线将_ (填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转.2. ( )英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔,发现了粒子的散射现象.下图中,O表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的图是: 3. ( )卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有:A.原子的中心有个核,叫做原子核 B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D.带负电的电子在核外绕着核旋转4. ( )图示为氢原子的能级图,用光子能量为13.07eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长有多少种? A. 15 B. 10 C. 4 D. 15. ( )氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时:A.氢原子的能量减小,电子的动能增加 B.氢原子的能量增加,电子的动能增加C.氢原子的能量减小,电子的动能减小 D.氢原子的能量增加,电子的动能减小6. ( )处于激发态的原子,如果在入射光子的作用下,可以引起其从高能态向低能态跃迁,同时在两个能态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫做受激辐射.原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理.那么,发生受激辐射时,产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子动能Ek的变化关系是:A. En减小、Ep增大、Ek增大 B.En增大、Ep减小、Ek减小C. En减小、Ep增大、Ek减小 D. En减小、Ep减小、Ek增大【学法指导】启发、引导、讨论、交流、归纳、推理。思考：氢原子第n能级的能量为En=,其中El是基态能量,而n=1、2、.若一氢原子发射能量为E1的光子后处于比基态能量高出E1的激发态,则氢