高中物理第十八章原子结构高效整合课件新人教选修3_5
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答案： A
已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量En＝ E1/n2，其中n＝2,3，…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的 光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为
()
A．－43hEc1
B．－2Eh1c
C．－4Eh1c
D．－9Eh1c
解析： 由 En＝E1/n2 知，第一激发态的能量为 E2＝E41，
色光
红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
光子能量 1.61～ 2.00～ 2.07～ 2.14～ 2.53～ 2.76～ 范围(eV) 2.00 2.07 2.14 2.53 2.76 3.10
处于某激发态的氢原子、发射的光的谱线在可见光范围内 仅有2条，其颜色分别为( )
A．红、蓝—靛 B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝—靛、紫
解析： 由于原子发生跃迁时放出三种不同能量的光子， 故跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上，即分布在n＝ 2，n＝3两个能级上，因为放出光子的最大能量为12．09 eV， 由E3－E1＝12．09 eV得E3＝－1．51 eV，故最高能级的能量 值是－1．51 eV．
答案： 2 －1．51
α粒子散射实验
离核以后速度的大小为________(用光子频率ν、电子质量m、
氢的电离能E1与普朗克常量h表示．)
解析： 由题意，hν＝12mv2＋E1，解得 v＝
2hνm－E1．
答案：
2hν－E1 m
大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放 出三种不同能量的光子 ，其能量值分别是： 1.89 eV，10.2 eV，12.09 eV．跃迁发生前这些原子分布在____个激发态能级 上，其中最高能级的能量值是____eV(基态能量为－13.6 eV)．
解析： 本题考查能级跃迁的知识．根据跃迁假设，发射 光子的能量hν＝Em－En，当氢原子从n＝2跃迁到n＝3或n＝ 4，能级差为1．89 eV和2．55 eV，属于红光和蓝—靛光，故A 正确．
答案： A
能量为E1的光子照射基态氢原子，刚好可使该原 子中的电子成为自由电子，这一能量E1称为氢的电离能．现用 一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远
第十八章 原子结构
构建体系网络
链接高考热点
近几年高考对本章内容考查较少，考查重点是玻尔理论、 氢原子光谱及氢原子的能级结构和能级公式，有时单独考查， 有时与其他知识综合考查．考查形式有选择题、填空题，以选 择为主．预计以后对本章的考查中仍将以玻尔理论为重点．
玻尔理论及氢原子的能级跃迁
如图所示为氢原子能级示意 图的一部分，则氢原子( )
(上海高考)卢瑟福通过________实验，发现了原 子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模 型．平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图 中完成中间两条α粒子的运动轨迹．
解析： α粒子与原子核都带正电，所以α粒子受到原子 核的斥力作用，由运动和力的关系可画出中间两条α粒子为运 动轨迹．
答案： α粒子散射 α粒子运动轨迹如图所示．
(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表 面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其 动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)， 原因是________．
(2) 已 知 氢 原 子 处 在 第 一 、 第 二 激 发 态 的 能 级 分 别 为 － 3．40 eV和－1．51 eV，金属钠的截止频率为5．53×1014 Hz，普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．请通过计算判断，氢 原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发生的光照射金属 钠板，能否发生光电效应．
解析： (2)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2， 代入数据得E＝1．89 eV
金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得 W0＝2．3 eV 因为E<W0，所以不能发生光电效应． 答案： (1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作
用(或需要克服逸出功)
(2)不能
单元知能评估
谢谢观看！
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从 n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的 波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4 能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样 的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能 量
解析： 因为E4－E3＝0．66 eV＜E3－E2＝1．89 eV，根 据c＝λν和hν＝En－Em得从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3 能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电 磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无关，选项B 错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是 不同的，能级越低，在靠近原子核较近的地方出现的频率越 大，选项C错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，是氢原子 核外的电子从高能级跃迁到了低能级向外放出能量，选项D错 误．
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3
D．ν11＝ν12＋ν13
解析： 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明
氢原子受激跃迁到n＝3的激发态，然后从n＝3能级向低能级 跃迁产生三个频率的光谱．根据跃迁规律有：hν0＝hν3＝hν2＋ hν1，解得：ν0＝ν3＝ν2＋ν1，故选项B正确．
答案： B
氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的 光子能量如下表所示．
又hλc≥－E41，得 λ≤4Eh1c，故 C 对，A、B、D 错．
答案： C
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
B．ν3＝ν2＋ν1
已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量En＝ E1/n2，其中n＝2,3，…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的 光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为
()
A．－43hEc1
B．－2Eh1c
C．－4Eh1c
D．－9Eh1c
解析： 由 En＝E1/n2 知，第一激发态的能量为 E2＝E41，
色光
红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
光子能量 1.61～ 2.00～ 2.07～ 2.14～ 2.53～ 2.76～ 范围(eV) 2.00 2.07 2.14 2.53 2.76 3.10
处于某激发态的氢原子、发射的光的谱线在可见光范围内 仅有2条，其颜色分别为( )
A．红、蓝—靛 B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝—靛、紫
解析： 由于原子发生跃迁时放出三种不同能量的光子， 故跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上，即分布在n＝ 2，n＝3两个能级上，因为放出光子的最大能量为12．09 eV， 由E3－E1＝12．09 eV得E3＝－1．51 eV，故最高能级的能量 值是－1．51 eV．
答案： 2 －1．51
α粒子散射实验
离核以后速度的大小为________(用光子频率ν、电子质量m、
氢的电离能E1与普朗克常量h表示．)
解析： 由题意，hν＝12mv2＋E1，解得 v＝
2hνm－E1．
答案：
2hν－E1 m
大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放 出三种不同能量的光子 ，其能量值分别是： 1.89 eV，10.2 eV，12.09 eV．跃迁发生前这些原子分布在____个激发态能级 上，其中最高能级的能量值是____eV(基态能量为－13.6 eV)．
解析： 本题考查能级跃迁的知识．根据跃迁假设，发射 光子的能量hν＝Em－En，当氢原子从n＝2跃迁到n＝3或n＝ 4，能级差为1．89 eV和2．55 eV，属于红光和蓝—靛光，故A 正确．
答案： A
能量为E1的光子照射基态氢原子，刚好可使该原 子中的电子成为自由电子，这一能量E1称为氢的电离能．现用 一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远
第十八章 原子结构
构建体系网络
链接高考热点
近几年高考对本章内容考查较少，考查重点是玻尔理论、 氢原子光谱及氢原子的能级结构和能级公式，有时单独考查， 有时与其他知识综合考查．考查形式有选择题、填空题，以选 择为主．预计以后对本章的考查中仍将以玻尔理论为重点．
玻尔理论及氢原子的能级跃迁
如图所示为氢原子能级示意 图的一部分，则氢原子( )
(上海高考)卢瑟福通过________实验，发现了原 子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模 型．平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图 中完成中间两条α粒子的运动轨迹．
解析： α粒子与原子核都带正电，所以α粒子受到原子 核的斥力作用，由运动和力的关系可画出中间两条α粒子为运 动轨迹．
答案： α粒子散射 α粒子运动轨迹如图所示．
(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表 面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其 动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)， 原因是________．
(2) 已 知 氢 原 子 处 在 第 一 、 第 二 激 发 态 的 能 级 分 别 为 － 3．40 eV和－1．51 eV，金属钠的截止频率为5．53×1014 Hz，普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．请通过计算判断，氢 原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发生的光照射金属 钠板，能否发生光电效应．
解析： (2)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2， 代入数据得E＝1．89 eV
金属钠的逸出功W0＝hνc，代入数据得 W0＝2．3 eV 因为E<W0，所以不能发生光电效应． 答案： (1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作
用(或需要克服逸出功)
(2)不能
单元知能评估
谢谢观看！
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从 n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的 波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4 能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样 的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能 量
解析： 因为E4－E3＝0．66 eV＜E3－E2＝1．89 eV，根 据c＝λν和hν＝En－Em得从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3 能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电 磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无关，选项B 错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是 不同的，能级越低，在靠近原子核较近的地方出现的频率越 大，选项C错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，是氢原子 核外的电子从高能级跃迁到了低能级向外放出能量，选项D错 误．
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3
D．ν11＝ν12＋ν13
解析： 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明
氢原子受激跃迁到n＝3的激发态，然后从n＝3能级向低能级 跃迁产生三个频率的光谱．根据跃迁规律有：hν0＝hν3＝hν2＋ hν1，解得：ν0＝ν3＝ν2＋ν1，故选项B正确．
答案： B
氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的 光子能量如下表所示．
又hλc≥－E41，得 λ≤4Eh1c，故 C 对，A、B、D 错．
答案： C
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
B．ν3＝ν2＋ν1