原子物理知识点总结全

原子物理知识点总结全 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

原 子 物 理

一、卢瑟福的原子模型——核式结构

1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型.

2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。

3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____.

4.实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；

极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．

5.原子的核式结构:

卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫________，

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绕核旋转．

例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转,有的甚至被反弹

C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转

D.α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2: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1-1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α

粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ）

A ．α粒子的动能先增大后减小

B ．α粒子的电势能先增大后减小

C ．α粒子的加速度先变小后变大

D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级

1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：

⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．

⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型．

2．玻尔模型的主要内容：

⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动，但不向外辐射能量．这些状态叫做________．

⑵ 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________.

⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．

3．氢原子的能级公式和轨道公式

原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级公式为:______________；

对应的轨道公式为：12r n r n 。其中n 称为量子数，只能取正整数.E 1=-13.6eV ，r 1=0.53×10-10m ． 原子的最低能量状态称为_______，对应电子在离核最近的轨道上运动；

图1-1 a b c 原子核

α粒子

图甲 图乙 原子的较高能量状态称为_______，对应电子在离核较远的轨道上运动． 4．氢原子核外的电子绕核运动的轨道与其能量相对应

核外电子绕核做圆周运动的向心力，来源于库仑力(量子化的卫星运动模型) 由r

v m

r

e k F 22

2

=＝库得动能r

ke mv E k 2

2212

1==， 即r 越大时，动能________.

又因为12r n r n =，2

1n E E n =

即量子数n 越大时，动能_______，势能______，总能量_______．

5．用玻尔量子理论讨论原子跃迁时释放光子的频率种数

氢原子处于n=k 能级向较低激发态或基态跃迁时，可能产生的光谱线条数的计算公式为：

2

)

1(2

-=

=k k C N k

例1:氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 ( ) A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大

例2:大量氢原子处于n ＝4的激发态，当它们向各较低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下面说法中正确的是( )

A ．最多只能释放出4种不同频率的光子

B ．从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级释放出的光子波长最长

C ．从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级释放出的光子频率最大

D ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级释放出的光子波长等于从n ＝2能级跃迁到n 1能级释放出的光子

波长

例3:氢原子发出a 、b 两种频率的光，经平行玻璃砖折射后的光路如

图2-1所示。若a 光是由能级n =4向n =1跃迁时发出的，则b 光可能是( )

A ．从能级n =5向n =1跃迁时发出的

B ．从能级n =3向n =1跃迁时发出的

C ．从能级n =5向n =2跃迁时发出的

D ．从能级n =3向n =2跃迁时发出的

例4:如图2-2所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n =3的激发态，原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子。若用这些光照射逸出功为2. 49 eV 的金属钠，则下列说法正确的是（ ）

A ．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =2所发出的光波长最短

B ．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =1所发出的光频率最高

C ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eV

D ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV

例5:a 、b 两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，在距双缝恒定

距离的屏上得到如图2-3所示的干涉图样，图甲是a 光照射时形成的干涉图样，图乙是b 光照射 时形成的干涉图样。下列关于a 、b 两束单色光的说法正确的是（ ） A ．a 光子的能量较大

B ．在水中a 光传播的速度较小

C ．若用b 光照射某金属没有光电子逸出,则a 光照射该金属时也没有光电子

图2-1

玻璃砖 b 光束 a

图2-2