零雾市雹输学校高考物理一轮复习 第十一章 近代物理初步 第2节 原子结构与原子核

碌雷州零雾市雹输学校第2节原子结构与原子核

(1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。(√)

(2)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。(√)

(3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。(√)

(4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱。(×)

(5)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。(×)

(6)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。(√)

(7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。(×)

(8)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。(×)

(9)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。(×)

突破点(一) 原子的核式结构

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特征光谱和原子的稳定性。

[多角练通]

1．(2015·上海高考)在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略。这是因为与α粒子相比，电子的( )

A．电量太小B．速度太小

C．体积太小D．质量太小

解析：选D 在α粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的质量只有α粒子的1

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，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。故D正确，A、B、C错误。

2．(多选)关于卢瑟福研究α粒子轰击金箔的实验，下列说法中正确的是( )

A．按照汤姆孙模型，α粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出了原子的核式结构模型

B．绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电荷是均匀分布的

C．α粒子轰击金箔实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D．卢瑟福利用经典力学计算出向各方向散射的α粒子的比例

解析：选ACD 卢瑟福根据α粒子散射实验，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出了原子的核式结构模型，A正确；实验中绝大多数α粒子穿过金箔时运动方向不变，说明原子内部大部分是空的，所带正电荷集中在很小的空间，卢瑟福利用经典力学计算了向各个方向散射的α粒子的比例，B错误，C、D正确。

3．如图是卢瑟福的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

解析：选A 卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响

不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，D错误。

突破点(二) 原子能级跃迁规律

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

相邻横线间的距离

表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差

越小，距离越小

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＝E m－E n

2．两类能级跃迁

(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。

光子的频率ν＝ΔE

h

＝

E高－E低

h

。

(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。

①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE。

②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。

③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。

3．谱线条数的确定方法

(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)。

(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。

①用数学中的组合知识求解：N＝C2n＝n n－1

2

。

②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。

[多角练通]

1．(多选)(2017·长沙模拟)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( )

A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的

B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射