高中物理复习课件专题14机械振动光学第2讲原子结构

高考总复习物理·课件第2讲原子结构必备知识·深悟固基一、原子的核式结构1．α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但________α粒子发生了大角度偏转，________α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示．少数极少数2．原子的核式结构在原子中心有一个很小的核，原子全部的________和________几乎都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．正电荷质量二、玻尔理论1．定态：原子只能处于一系列________的能量状态中，在这些能量状态中原子是______的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它________或________一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即hν＝________.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34J·s)3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的轨道可能也是________的．不连续稳定辐射吸收Em－En

不连续1．[α粒子散射实验](多选)如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置进行观察，对于观察到的现象，下列说法正确的是 (

)A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少【答案】ABD

【解析】根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转，A、B、D正确．2．[氢原子光谱]下列有关氢原子光谱的说法正确的是 (

)A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能量是连续的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关【答案】B

3．[能级](多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法正确的是

(

)A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eVC．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁【答案】AC

关键能力·突破要点考点1原子的核式结构[能力考点]1．汤姆孙原子模型(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．电子的发现证明了原子是可再分的．(2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的电子则一粒粒镶嵌在球内．2．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置．(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．3．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)原子的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．(3)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是分立的线状谱和原子的稳定性．例1如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点．下列说法正确的是

(

)A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转【答案】A

【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，A正确，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误．1．α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是 (

)A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用【答案】D2．(多选)对α粒子散射实验的解释正确的是 (

)A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子【答案】BCD考点2能级跃迁[能力考点]1．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示．(2)能级图中相关量意义的说明.相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态横线左端的数字“1,2,3，…”表示量子数横线右端的数字“－13.6,－3.4，…”表示氢原子的能量带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En(3)电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减．当n减小，即轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，当n增大，即轨道半径增大时，电势能增加．例2

(2020年北京卷)氢原子能级示意如图．现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是 (

)A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率低C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级需吸收0.66eV的能量D．n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量【答案】C

【解析】大量氢原子处于n＝3能级跃迁到n＝1最多可辐射出C＝3种不同频率的光子，故A错误．根据能级图可知从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量为hν1＝13.6eV－1.51eV；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量为hν2＝3.4eV－1.51eV，比较可知从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率高，故B错误．根据能级图可知从n＝3能级跃迁到n＝4能级，需要吸收的能量为E＝1.51eV－0.85eV＝0.66eV，故C正确；根据能级图可知氢原子处于n＝3能级的能量为－1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误．1．氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63～3.10eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为

(

)A．12.09eV

B．10.20eVC．1.89eV

D．1.51eV【答案】A

【解析】可见光光子能量范围为1.63～3.10eV，则氢原子能级差应该在此范围内，可简单推算如下：2、1能级差为10.20eV，此值大于可见光光子的能量；3、2能级差为1.89eV，此值属于可见光光子的能量，符合题意．氢原子处于基态，要使氢原子达到第3能级，需提供的能量为－1.51eV－(－13.60eV)＝12.09eV，此值也是提供给氢原子的最少能量，A正确．2．(2021年宿州模拟)(多选)氢原子的能级示意图如图所示(普朗克常量h＝6.63×