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原子结构 高中物理选修3 5第二章 1 物理学史上著名照片 2 3 物质结构的早期探究 1 德谟克利特 建立了早期原子论2 玻意耳 以化学实验为基础建立了元素论3 道尔顿 提出了原子论4 阿伏伽德罗 提出了分子假说 4 汤姆孙的实验 5 汤姆孙的原子模型 葡萄干面包模型 原子是一个球体 正电核均匀分布在整个球内 而电子镶嵌在原子里面 正像葡萄干镶嵌在面包中那样 电子 正电荷 6 卢瑟福 粒子散射实验 卢瑟福从1909年起做了著名的 粒子散射实验 实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性 粒子是什么粒子 氦核 两个单位正电 质量是氢原子质量的4倍 7 卢瑟福 粒子散射实验 实验结果 绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原来的方向前进 少数 粒子发生了较大的偏转极少数 粒子 约占八千分之一 发生了大角度偏转 甚至超过了90o 也就说几乎被 撞了回来 实验结果说明了什么 8 卢瑟福原子模型 原子中带正电部分的体积很小 但几乎占有全部质量 电子在正电体的外面运动 正电的体积很小 被称为原子核 这个模型被称为核式结构模型 电子对 粒子的作用忽略不计 因为原子核很小 大部分 粒子穿过原子时离原子核很远 受到较小的库仑斥力 运动几乎不改变方向 极少数 粒子穿过原子时离原子核很近 因此受到很强的库仑斥力 发生大角度散射 卢瑟福按照这个模型 利用经典力学计算了向各个方向散射的 粒子比例 结果与实验相符 9 卢瑟福提出的原子核式结构 行星模型 1911年 10 原子核的电荷和尺度 原子核的电荷就是核内的质子数一般的原子核 核直径的数量级10 15m 而整个原子直径的数量级是10 10m 两者相差十万倍之多 可见原子内部是十分 空旷 的 11 卢瑟福的原子核式模型指出了原子核的存在 很好地解释了 粒子散射实验 但是 经典物理学无法解释原子的稳定性 按经典物理学电子绕核旋转 作加速运动 电子将不断向四周辐射电磁波 它的能量不断减小 从而将逐渐靠近原子核 最后落入原子核中 但事实上原子是个稳定的系统 12 玻尔的原子模型 13 色散 光谱 14 色散 三种光谱 15 光谱及光谱分析每种元素的明线光谱都是不一样的 所以利用物质产生的明线光谱可鉴定物质的成份 这就是光谱分析 16 玻尔的原子模型 电子轨道量子化电子绕核做圆周运动仍然服从经典力学规律 但轨道不是任意的 原子能量量子化电子在不同的轨道 原子具有的能量不同 17 氢原子能级图 电子轨道数 原子能量值 用线的高低来反映原子能量的大小 18 玻尔的原子模型 频率条件电子吸收光子时会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道 放出光子 吸收光子 单击 放出光子 单击 19 氢原子能级图 电子轨道数 原子能量值 原子能量从 1 51eV下降到 3 4eV 单击 原子能量从 3 4eV下降到 13 6eV 单击 20 一些氢原子都处于量子数n 3的激发态 这些氢原子在能级跃迁时
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