新步步高高二物理人教选修原子结构学习教案

1、会计学1第一页，共34页。学案(xu n)5章末总结专题(zhunt)整合 自我(zw)检测网络构建第1页/共33页第二页，共34页。网络(wnglu)构建原子结构电子流核式能量(nngling)轨道(gudo)Em-En第2页/共33页第三页，共34页。一、对粒子散射实验及核式结构(jigu)模型的理解专题(zhunt)整合1实验结果(ji gu)：粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进；少数粒子有较大的偏转；极少数粒子的偏转角度超过90，有的甚至被弹回，偏转角达到180.第3页/共33页第四页，共34页。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(dinh)和

2、几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转3原子核的组成与尺度(1)原子核的组成：由质子和中子组成，原子核的电荷(dinh)数等于原子核中的质子数(2)原子核的大小：实验确定的原子核半径的数量级为1015 m，而原子的半径的数量级是1010 m因而原子内部十分“空旷”第4页/共33页第五页，共34页。例1关于粒子散射实验(shyn)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，使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，说明原子内大部分空间是空的第5页/共33页第六页，共34页。C极少数粒子发生大角度(jiod)偏

3、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(jiod)偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大解析在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些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；第6页/共33页第七页，共34页。极少数粒子(lz)发生大角度偏转，说明会受到原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子(lz)偏转而原子核未动，说明原子核的质量和电荷量远大于粒子(lz)的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子(lz)的质量，粒子(lz)打在电子上，不会有明显偏转，故C对，D错答案BC第7

4、页/共33页第八页，共34页。二、对玻尔原子(yunz)模型及原子(yunz)能级跃迁的理解1玻尔原子模型(mxng)(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中，具有确定能量的稳定状态叫做定态，能量最低的状态叫基态，其他的状态叫做激发态第8页/共33页第九页，共34页。(2)频率条件当电子从能量(nngling)较高的定态轨道(Em)跃迁到能量(nngling)较低的定态轨道(En)时会放出能量(nngling)为h的光子，则：hEmEn.反之，当电子吸收光子时会从较低的能量(nngling)态跃迁到较高的能量(nngling)态，吸收的光子能量(nngling)同样由频率条件决定(3)原子的

5、不同能量(nngling)状态对应电子的不同运行轨道第9页/共33页第十页，共34页。2氢原子能级(nngj)跃迁(1)氢原子的能级(nngj)对于氢原子而言，基态(j ti)能级：E113.6 eV.(2)氢原子的能级图氢原子的能级图如图1所示图1第10页/共33页第十一页，共34页。(1)求电子(dinz)在基态轨道上运动的动能；第11页/共33页第十二页，共34页。(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头(jintu)标明这些氢原子能发出的光谱线第12页/共33页第十三页，共34页。能发出(fch)的光谱线分别为32、21、31共3种，能级图如图所示第13页/

6、共33页第十四页，共34页。(3)计算这几种光谱线中最短的波长(静电力常量(chngling)k9109 Nm2/C2，电子电荷量e1019 C，普朗克常量(chngling)h1034 Js，真空中光速c3108 m/s)解析由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短第14页/共33页第十五页，共34页。三、原子(yunz)的能级跃迁与电离1能级(nngj)跃迁包括辐射跃迁和吸收跃迁，可表示如下：2当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于(chy)基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于(chy)基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能第

7、15页/共33页第十六页，共34页。3原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动能可全部(qunb)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)，均可使原子发生能级跃迁第16页/共33页第十七页，共34页。例3如图2所示，A、B、C分别表示三种不同能级跃迁时放出的光子由图可以判定()A用波长为600 nm的X射线照射，可以使稳定的氢原子电离B用能量是10.2 eV的光子可以激发处于(chy)基态的氢原子C用能量是2.5 eV的光子入射，可以使基态的氢原子激发D用能量是11.0 eV的外来电子，可以使处于(chy)基态的氢原子激发图2

8、第17页/共33页第十八页，共34页。解析“稳定(wndng)的氢原子”指处于基态的氢原子，要使其电离，光子的能量必须大于或等于13.6 eV，而波长为600 nm的X射线的能量为因EE2E1(3.4) eV(13.6) eV10.2 eV，故10.2 eV的光子可以(ky)使氢原子从基态跃迁到n2的激发态，B正确；第18页/共33页第十九页，共34页。2.5 eV的光子能量不等于任何其他能级与基态的能级差，因此不能使氢原子发生跃迁，C错误；外来的电子可以(ky)将10.2 eV的能量传递给氢原子，使它激发，外来电子还剩余11.0 eV10.2 eV0.8 eV的能量，D正确答案BD第19页/

9、共33页第二十页，共34页。针对训练一个(y )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能是多大？解析氢原子从基态n1被完全电离至少需要吸收13.6 eV的能量所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可知，完全电离后还剩余动能Ek15 eV13.6 eV1.4 eV.答案能1.4 eV第20页/共33页第二十一页，共34页。1(对核式结构模型的理解)在粒子(lz)散射实验中，当粒子(lz)最接近金原子核时，下列说法正确的是()A动能最小B电势能最小C粒子(lz)和金原子核组成的系统的能量最小D加速度最小123自我(

10、zw)检测4第21页/共33页第二十二页，共34页。12 34解析在粒子散射实验中，当粒子接近金原子核时，金原子核对粒子的作用力是斥力，对粒子做负功，电势能增加，动能减小，当粒子离金原子核最近时，它们之间的库仑力最大，粒子的动能最小由于受到的金原子核外电子的作用相对较小，与金原子核对粒子的库仑力相比，可以忽略，因此只有库仑力做功，所以机械能和电势能整体上是守恒的，故系统(xtng)的能量可以认为不变综上所述，正确选项应为A.答案A第22页/共33页第二十三页，共34页。12 32(对氢原子能级跃迁(yuqin)的理解)如图3所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子

11、，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为()A13.6 eV B12.09 eVC10.2 eV D3.4 eV4图3第23页/共33页第二十四页，共34页。123解析受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，说明激发的氢原子处于第3能级(nngj)，则照射氢原子的单色光的光子能量为EE3E112.09 eV，故B正确答案B4第24页/共33页第二十五页，共34页。12 33(原子的能级跃迁和电离(dinl)问题)氢原子能级的示意图如图4所示，大量氢原子从n4的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则

12、()4图4第25页/共33页第二十六页，共34页。12 3A可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线Ca光的频率大于b光的频率D氢原子在n2的能级可吸收(xshu)任意频率的光而发生电离4第26页/共33页第二十七页，共34页。123解析(ji x)由能级跃迁公式EEmEn得：E1E4E20.85 eV(3.4 eV)2.55 eVE2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 Ev故A错；4E3E4E30.85 eV(1.51 eV)0.66 eV，所以氢原子从n4的能级(nngj)向n3的能级(nngj)跃迁时能量差对应

13、的光子处于红外线波段，B错；第27页/共33页第二十八页，共34页。123氢原子在n2的能级时能量为3.4 eV，所以只有(zhyu)吸收光子能量大于等于3.4 eV时才能电离，D错答案C4第28页/共33页第二十九页，共34页。1 234(氢原子的能级跃迁)如图5所示为氢原子能级的示意图现有大量的氢原子处于n4的激发态当向低能级跃迁时将辐射出若干不同频率的光关于(guny)这些光，下列说法正确的是()4图5第29页/共33页第三十页，共34页。123A最容易表现出衍射(ynsh)现象的光是由n4能级跃迁到n1能级产生的B频率最小的光是由n2能级跃迁到n1能级产生的C这些氢原子总共可辐射出3种

14、不同频率的光D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属箔能发生光电效应4第30页/共33页第三十一页，共34页。1 23解析在该题中，从n4的激发态跃迁到基态的能级差最大，即发出(fch)的光子能量最大，频率最大，对应波长最小，是最不容易发生衍射的，A错误；从n4的激发态跃迁到n3的激发态的能级差最小，发出(fch)光子的频率最小，B错误；4第31页/共33页第三十二页，共34页。从n2的激发态跃迁到基态时，辐射(fsh)出光子的能量EE2E16.34 eV，因而可以使逸出功为6.34 eV的金属箔发生光电效应，D正确答案D1 2 34第32页/共33页第三十三页，共34页。NoImage内容(nirng