高二物理原子的核式结构

1、3.2原子的核式结构教学目标 1.了解原子的核式结构.2.培养学生通过现象认清本质的分析、推理能力.3.了解原子学说的发展历史，认识粒子散射实验的重大意义.二、重点分析卢瑟福的粒子散射实验的现象和所说明的问题.三、教具1.了解粒子散射实验；放相机、彩色显示器、录相带.2.分析实验现象：粒子散射实验挂图.【知识要点】一、电子的发现二、原子的核式结构三、玻尔的原子模型一、电子的发现1、汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究。1897年，他确认阴极射线是带负电的粒子。 汤姆生发现电子， 由于电子的发现，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。2、汤姆生原子模型原子是一个球体，正电荷均

2、匀分布在整个球内，而电子却像枣子那样镶嵌在原子里面，这个模型能解释一些实验事实，但无法解释粒子散射实验。二、原子的核式结构1、粒子散射实验 1909年至1911年绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数的粒子偏转角超过了90，有些甚至被弹回，偏转角几乎达到180。2、卢瑟福原子模型在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。卢瑟福的原子核式模型，能解释粒子散射实验，却与经典的电磁理论发生了矛盾。3、原子核的电荷和大小根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验数据，可以推算出各种元

3、素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。（1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是10-14米，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。（3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。 三、玻尔的原子模型1、玻尔的原子理论（1）原子只处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫做定态。（2）原子从一种定态(设能量为E1)跃迁到另一种定态(设能量为E2)时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定.（3）原子的不同能量状态对应于电子

4、的不同运动轨道。由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。2、氢原子的大小和能极玻尔的计算结果可以概括为两个公式：，n是正整数，叫做量子数。玻尔计算出了r1和E1的数值：玻尔的原子理论对氢光谱的解释4、玻尔理论的局限性玻尔理论的成功之处在于它引入了量子观念.失败之处在于它保留了过多的经典物理理论。20世纪20年代，建立了量子力学。量子力学是一种彻底的量子理论，它不但成功解释了玻尔理论能解释的现象，而且能够解释大量的玻尔理论所不能解释的现象。四.量子理论电子云【典型例题】 例1、卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是，在用粒子轰击金箔的实验中发现粒子： A、全部穿过或发生很小的

5、偏转； B、绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回； C、绝大多数发生很大的偏转，甚至被弹回，只有少数穿过； D、全部发生很大的偏转。 分析：粒子轰击金箔的实验结果是：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大角度的偏转，且有极少数粒子偏转角超过了90，有的甚至被弹回。卢瑟福根据这个实验事实提出了原子的核式结构学说。 答：选项B正确。例2、氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有：A、放出光子，电子动能减小，原子势能增加；B、放出光子，电子动能增加，原子势能减少；C、吸收光子，电子动能减小，原子势能增加；D、吸收光子，电子动能增加，原子势能减

6、小。分析：根据玻尔理论，氢原子的不同定态是跟核外电子绕不同圆形轨道运动相对应的。氢原子的各个定态的能量值（包括电子的动能和电子与核子之间的电势能)称为各个定态的能级。用En表示电子在第n轨 道上的原子能级，用E1表示电子在第1轨道上的原子能级，且， 这表明电子在外轨道的能级高于电子在内轨道时的能级。又根据原子由 高能级向低能级跃迁要放出一个光子，原子由低能级向高能级跃迁要吸收一个光子。可见，原子放出光子是电子由外轨道向内轨道跃迁，原子吸收光子是电子由内轨道向外轨道跃迁。根据电子绕原子核做匀速圆周运动的动力学方程得到电子绕核运转时动能的表达式由上式可以看出，电子在半径较大的轨道上运行时，动能反而

7、小。根据电子与原子核间的作用力是引力，电子由较低轨道跃迁到较高轨道时，电场力做负功，电势能增加。因此，当原子放出光子时，是电子从高轨道向较低轨道跃迁，电子的动能增加，原子的势能减少，总能量亦减少，选项B正确。当原子吸收光子时，是电子从较低轨道向较高轨道跃迁，电子的动能减小，原子的势能增加，原子的总能量增加，选项C正确。答：选项B、C正确。说明：电子在半径为r的轨道上绕核做匀速圆周运动时，电子具有的动能设电子距原子核为无穷远时，原子的电势能为零，那么，电子在半径为r的轨道上绕核运行时，原子的电势能原子具有的总能量例3、一群处于n=5的激发态的氢原子，当它们向n=2的能级跃迁时，可能辐射n种频率的

8、光子，其中光子的最大和最小的频率各为多少？分析：原子辐射光子的能级跃迁情况如图所示。原子由第5能级向第2能级跃迁时，辐射的光子能量最大，频率也最大。原子由第5能级向第4能级跃迁时，辐射的光子能量最小，频率也最小。解答：一群处于n=5的激发态的氢原子，当它们向n=2的能级跃迁时，可能辐射6种频率的光子。从n=5直接跃迁到n=2的能级时，辐射的光子的频率最大，从n=5跃迁到n=4的能级时，辐射的光子的频率最小，【反馈练习】 1、在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子的运动情况是 A、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进 B、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少

9、数甚至被弹回 C、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部粒子都发生很大偏转答案：B 2、原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的 A、光电效应实验 B、氢原子光谱实验 C、粒子散射实验 D、天然放射现象答案：C3、卢瑟福粒子散射实验的结果A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动答案：C4、当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的答案：BC 5、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有 A、原子处于称为

10、定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量 B、原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C、电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子 D、电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案：ABC6、氢原子的核外电子，在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中A、辐射光子，获得能量B、吸收光子，获得能量C、吸收光子，放出能量D、辐射光子，放出能量答案：D7、在玻尔的原子模型中，比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态，若用E表示氢原子的能量，r表示氢原子核外电子的轨道半径，则A、 E2E

11、1、r2r1； B、E2E1，r2r1；C、E2r1； D、E2E1，r2r1 。 答案：A8、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后A、原子的能量增加，电子的动能减少B、原子的能量增加，电子的动能增加C、原子的能量减少，电子的动能减少D、原子的能量减少，电子的动能增加答案：D9、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，则A、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大B、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小C、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变D、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大答案：D10、氢原子在下列各能级间跃迁（如图所示）（1）从n=2到

12、n=1（2）从n=5到n=3（3）从n=4到n=2在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用1、2、3表式，波长1、2、3大小的顺序是：A、1 2 3 ； B、13 2 ；C、3 2 1 ； D、3 1 rb，在此过程中A、原子要发出一系列频率的光子B、原子要吸收一系列频率的光子C、原子要发出某一频率的光子D、原子要吸收某一频率的光子答案： C7、氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有A、放出光子，电子动能减少，原子势能增加B、放出光子，电子动能增加，原子势能减少C、吸收光子，电子动能减少，原子势能增加D、吸收光子，电子动能增加，原子势能减少答案： BC 8、氢原子基态能级为1

13、3.6eV，一群氢原子处于量子数n=3的激发态，它们向较低能级跃迁时，放出光子的能量可以是A、1.51eVB、1.89eVC、10.2eVD、12.09eV答案： BCD 。三、计算题 9、设氢原子的核外电子在第2条轨道和第3条轨道上运动时，氢原的能量分别是E2和E3，已知 ，问氢原子吸收波长为多少微米的光子，才能使它的电子从第2条轨道跳到第3条轨道(普朗克常量 )答案： 0.656m 。 10、已知氢泵子基态的电子轨道半径为 ，量子数为n的能级值为（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

14、这几条光谱线中波长最短的一条的波长，（静电力恒量 ， 电子电量 ， 普朗克常量 ， 真空中的光速 )答案： (1) 13.6eV ； (2) 3 ； (3) 。答案：一、填空题 1、0.544 。 2、 。 3、 。 4、6 ; 。 二、选择题5、C ； 6、C ； 7、BC ； 8、BCD 。 三、计算题 9、0.656m 。10、(1) 13.6eV ；(2) 3 ；(3) 。; http:/007/forum-wuhang-1.html 武汉夜场招聘 武汉夜总会招聘 武汉ktv招聘 orz14msr 拽着哥哥或者姐姐虚心请教。看到弟弟如此上心地苦学，耿正和耿英非常高兴，也会经常给弟弟提出

15、一些学习方面的建议，教导他循序渐进地学习新的文化知识。真正是功夫不负有心人！一年后，耿直的学业果然大有长进。哥哥和姐姐提出来的问题，几乎已经难不住他了！先前买的那些书籍，包括厚厚的资治通鉴，都已经研读了至少两遍了。于是，耿正就有选择地再买一些有益的新书籍回来。在这些书籍中，有不少就连耿正和耿英之前也不曾看过。于是，在那个幽静的小院儿里，兄妹三人经常在晚饭后各点上一盏油灯，心无旁骛地认真研读到深夜。若读到有特别深意的内容，或者一时难以理解的道理，兄妹三人总会认真地进行深入的研究和讨论，各抒己见，一直到理解透彻为止。与此同时，他们也会相互分享读书感受，谈论自己对书中某些论点的看法。也正是因为有手足

16、深情在，有良书为伴，使他们得以在一个又一个的茫茫长夜中，暂时忘却了刻骨铭心的思念故乡亲人之苦，和怀念无影无踪了的爹爹之痛。繁忙而充实的日子一天天过去，耿正兄妹三人来到杭州城以后的第二个八月十五节又要到了。耿直建议：“今年的八月十五夜里，咱们就不要再去李叔叔家赏月和吃月饼了吧？我还想利用那个时间读书呢！”耿英也说：“就是，咱们提前告诉李叔叔，我在八月十四晚上提前和好馅儿，早上早点儿醒上面团，婶子来了只包饺子，再简单做点儿菜就行了。晚上，咱们也不去和他们一起赏月和吃月饼了，自个儿悠悠闲闲地歇一歇，读读书最好呢！”耿正听了，想一想说：“这个我很赞同，只是不好跟李叔叔说呢，他们也是一番好意啊！”耿英说：“这个你就不用管了，我来跟李叔叔说吧！我相信，叔叔和婶子会理解咱们的意思的！”不出耿英所料，当她在八月十四那日把所有的想法都告诉李老乡时，这位善解人意的好叔叔并没有表示出来一丝一毫的怨言，当即就非常爽快地说：“好啊，那你就辛苦一些提前和好馅儿，醒上面团，你们婶子来了只包饺子，再做一个大杂烩菜吧。这样，她也省事，咱也吃得香！晚上嘛，