(全国版)19版高考物理一轮复习第13章近代物理初步48原子结构课件

②跃迁：当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低 的定态轨道时，会放出能量为 hν 的光子，这个光子的能量由 前后两个能级的能量差决定，即 hν＝ 朗克常量，h＝6.63×10－34 J· 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 可能轨道也是
Em－En 。(h 是普 _________
②当入射光子能量大于该能级的电离能时， 原子对光子 吸收不再具有选择性，而是吸收电离。 ③碰撞、 加热等： 只要入射粒子能量大于或等于能级差 即可，即 E 外≥ΔE。 (3)一群氢原子处于 2 Cn＝ 种。一个氢原子处于量子数为 2
n 的激发态，向低能级跃迁时，最多可辐射出的光的种类有 n－1 种。
解析
α 粒子从 a 点经 b 点到达等势点 c 的过程中电场
力先做负功后做正功，α 粒子的电势能先增加后减小、动能 先减小后增大，加速度先变大，后变小，回到同一等势线上 时，电场力做的总功为零，故 C 正确。
考点 2 能级跃迁及相关的能量问题 1．氢原子光谱 (1)光谱： 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开， 获得光的
3．(2018· 广州市执信中学期末)已知氢原子的能级如图 所示，现用光子能量介于 10～12.9 eV 范围内的光去照射一 群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是( )
A．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种 B．在照射光中可能被吸收的光子能量只有 3 种 C．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有 10 种 D．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有 3 种
核式 结构模型。 _________
(2)α 粒子散射实验的结果：
绝大多数 粒子穿过金箔 _________α 少数 _________α 粒子发
后，基本上仍沿原来的方向前进，但有
生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于 90° ，也就是说它们几 乎被“撞了回来”。 (3)原子的核式结构模型： 原子中带正电部分的体积很小， 但几乎占有全部 运动。
不连续 的，因此电子的 _________
不连续 的。 _________
(2)几个概念 ①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些 量子化的能量值，叫做能级。
最低 10 _________ ②基态：原子能量□ 的状态。
③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他状态。 ④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态
2
其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，其数值为 r1＝0.53×10－ 10 m。 (5)氢原子的能级图：能级图如图所示。
[例 ] (2017· 辽宁沈阳郊联体期末)根据氢原子的能级图， 现让 一束单色光照射到一群处于基态(量子数 n＝1)的氢原子上， 受激的氢原子能自发地发出 6 种不同频率的光， 则照射氢原 子的单色光的光子能量为( )
大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明
是从 n＝3 能级向低能级跃迁。由于 ν3>ν2>ν1，则： n＝3 能级向 n＝1 能级跃迁时，hν3＝E3－E1 n＝2 能级向 n＝1 能级跃迁时，hν2＝E2－E1 n＝3 能级向 n＝2 能级跃迁时，hν1＝E3－E2 将以上三式变形可得，hν3＝hν2＋hν1 解得 ν3＝ν2＋ν1，故 B 正确，再根据氢原子理论可知， 入射光频率 ν0＝ν3，故 A、C、D 错误。
A．13.6 eV C．12.75 eV
B．3.4 eV D．12.09 eV
解析 受激的氢原子能自发地发出 6 种不同频率的光， 说明氢原子从 n＝1 能级跃迁到 n＝4 能级上，所以照射氢 原子的单色光的光子能量 E＝E4－E1＝12.75 eV，C 正确。
能级跃迁中的几种情况 (1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。 ΔE E高－E低 光子的频率 ν＝ h ＝ 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，即对光子的吸收具有选择性。
波长 _________( 频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类：
(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可
1 1 1 见光区的谱线，其波长公式λ ＝R22－n2 (n＝3,4,5…，R 是里
德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。 (4)光谱分析：利用每种原子都有自己的
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质量 ， _________
电子 在正电体的外面 _________
1．下列四个示意图表示的实验中能说明原子核式结构 的是( )
解析
α 粒子散射实验说明原子的核式结构， 故 A 正确；
双缝干涉实验证明光具有波动性，故 B 错误；光电效应说明 光具有粒子性，故 C 错误；放射线在磁场中偏转是根据带电 粒子的偏转方向确定放射线的电性，故 D 错误。
2．氢原子辐射出一个光子后( A．电子绕核旋转半径增大 B．电子的动能增大 C．氢原子的电势能增大 D．原子的能级值增大
)
解析
根据玻尔理论可知， 氢原子辐射光子后， 应从离
核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道， 在此跃迁过程中， 电 场力对电子做了正功， 因而电势能应减小。 另由经典电磁理 论， 电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库 v2 e2 1 2 ke2 仑力：k 2＝m r ，则 Ek＝ mv ＝ 。可见，电子运动半径 r 2 2r 越小，其动能越大。再结合能量转化和守恒定律，氢原子放 出光子，辐射出一定的能量，所以原子的总能量减少，只有 B 正确。
2．(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是( A．是通过发现电子现象得出来的 B．原子的中心有个核，叫做原子核 C．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
)
D．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旋转
解析
原子的核式结构模型是在 α 粒子的散射实验结果
的基础上提出的，A 错误。原子中绝大部分是空的，带正电 的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，B 正 确、 C 错误。 原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量， 带负电的电子在核外旋转，D 正确。
特征谱线 ____________
可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。 在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
2．氢原子的能级结构、能级公式 (1)玻尔理论 ①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在 这些能量状态中原子是 但并不向外辐射能量。
稳定 _________ 的，电子虽然绕核运动，
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解析
因为－13.6 eV＋10 eV＝－3.6 eV，－13.6 eV＋
12.9 eV＝－0.7 eV， 能量介于－3.6～－0.7 eV 的能级有 n＝ 2、3、4 三种，可知照射光中有三种频率的光子被吸收，故 A 错误、B 正确；氢原子跃迁的最高能级为 n＝4 能级，根 据 C2 D错 4＝6 知，氢原子发射出六种不同波长的光，故 C、 误，故选 B。
第13章 近代物理初步 第48课时 原子结构
考点
考点 1
原子的核式结构
1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时 发现了
电子 ，提出了原子的“枣糕模型”。 _________
2．原子的核式结构 (1)1909～1911 年，英籍物理学家 粒子散射实验，提出了
卢瑟福 进行了 α _________
1．(2017· 河南省洛阳月考)用频率为 ν0 的光照射大量处 于基态的氢原子， 在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 ν1、ν2、ν3 的三条谱线，且 ν3>ν2>ν1，则( A．ν0<ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 B．ν3＝ν2＋ν1 1 1 1 D. ＝ ＋ ν1 ν 2 ν3 )
解析
正整数 。 11 _________ 的□
1 E 12 _________ n2 1 (n＝1,2,3…)， (3)氢原子的能级公式：En＝□ －13.6 eV。 13 _________ 其中 E1 为基态能量，其数值为 E1＝□ n r1 (n＝1,2,3…)， 14 _________ (4)氢原子的半径公式：rn＝□
3. 根据 α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构 模型， 如图所示虚线表示原子核所形成的电场的等势线， 实 线表示一个 α 粒子的运动轨迹。在 α 粒子从 a 运动到 b、再 运动到 c 的过程中，下列说法中正确的是( ) A．动能先增大，后减小 B．电势能先减小，后增大 C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D．加速度先变小，后变大