高中物理第三章原子结构之谜章末整合提升教学案粤教版选修3_5.doc

第三章 原子结构之谜章末整合提升一、对粒子散射实验及核式结构模型的理解1粒子散射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，但有少数粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”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【例1】(多选)关于粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是()A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是粒子受力平衡的结果B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大答案BC解析在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故C对，D错二、对玻尔原子结构的理解1氢原子的能级对氢原子而言，核外的一个电子绕核远行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同原子各能级的关系为En (n1,2,3)对于氢原子而言，基态能级：E113.6 eV2氢原子的能级图氢原子的能级图如图1所示 图1【例2】图2为氢原子最低的四个能级氢原子在这些能级之间跃迁，所辐射的光子频率最多有几种？其中最小频率等于多少？图2答案61.61014 Hz解析根据谱线种数公式，频率种数最多为N6.从能级E4跃迁到E3，辐射的光子能量最小，频率最低，且为min Hz1.61014 Hz.针对训练1氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中()A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大答案D解析根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：km，又Ekmv2则kmv2，即Ek.由此式可知：电子离核越远，r越大时，电子的动能越小，故A、C错；r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，则D正确三、原子的能级跃迁与电离1能级跃迁的两种方式(1)辐射和吸收光子发生跃迁，可表示如下：高能级Em低能级En(2)吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而发生跃迁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(EEmEn，mn)，均可使原子发生能级跃迁2电离的两种方式(1)吸收光子能量发生电离当光子能量大于或等于13.6 eV时，可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能(2)与实物粒子撞击发生电离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氢原子所处的能级的能量，均可使原子发生电离【例3】将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使n2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，电子质量me9.11031 kg)答案(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s解析(1)n2时，E2 eV3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n的轨道，n时，E0.所以，要使处于n2激发态的原子电离，电离能为EEE23.4 eV Hz8.211014 Hz(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0h6.631034 J9.9451019 J电离能E3.41.61019 J5.441019 J由能量守恒hEmv2代入数值解得v9.95105 m/s针对训练2一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后所具有的动