高中物理第十八章原子结构18

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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

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)．

高中物理人教版5第十八章原子结构3氢原子光谱第十八章第3节氢原子光谱

第3节氢原子光谱1.知道什么是光谱，能区别连续谱和线状谱，知道光谱分析的应用．2.知道氢原子光谱的实验规律． 3．知道经典电磁理论的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱的分立特征．一、光谱1．定义：按照光的波长和强度分布展开排列的记录，即光谱．2．分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱．有的光谱不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．3．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析． (2)优点：灵敏度高．1．(1)各种原子的发射光谱都是连续谱．( ) (2)不同原子的发光频率是不一样的．( ) (3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× 二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径． 2．巴耳末公式：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2(n ＝3、4、5…)． 3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．2．(1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．( ) (2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光．( ) (3)巴耳末公式中的n 既可以取整数也可以取小数．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× 三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验． 2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．3．(1)经典物理学很好地解释原子的稳定性．( )(2)经典物理学无法解释原子光谱的分立特征．()(3)经典物理学可以很好地应用于宏观世界，也能解释原子世界的现象．()提示：(1)×(2)√(3)×知识点一光谱和光谱分析1．光谱的分类2．太阳光谱(1)特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线．3．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.(2)应用①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；③应用光谱分析鉴定食品优劣．(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱D．我们能通过月球反射的日光分析鉴别月球的物质成分[解题探究] (1)光谱分析应当使用什么光谱线？ (2)能否利用反射光分析反射物的物质组成？[解析] 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A 错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D 错误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B 正确．[答案] BC(1)太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的．(2)某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )A ．发射光谱包括连续谱和线状谱B ．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C ．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D ．光谱分析帮助人们发现了许多新元素解析：选ACD.线状谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可用来进行光谱分析，太阳光谱是吸收光谱．A 、C 、D 选项正确．知识点二氢原子光谱的实验规律及应用1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示．2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2(n ＝3，4，5…)，该公式称为巴耳末公式．(2)公式中只能取n ≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．对巴耳末公式的理解(多选)关于巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2的理解，正确的是( ) A ．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B ．公式中n 可取任意值，故氢光谱是连续谱C ．公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱D ．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱 [解题探究] 波长大小与n 的取值大小有何关系？[解析] 巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的，故A 选项正确；公式中的n 只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱，B 选项错误，C 选项正确；巴耳末公式只适用于氢光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，D 选项错误．[答案] AC巴耳末公式的应用已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线H α的波长为 nm(普朗克常量h ＝×10－34J ·s ，真空中的光速c ＝3×108 m ·s －1)，求：(1)试推算里德伯常量的值；(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量． [思路点拨] (1)n ＝1时，λ＝ nm ，利用巴耳末公式求R . (2)R 已求，n ＝4时利用巴耳末公式求λ. (3)h 、c 已知，利用E ＝h cλ求E .[解析] (1)巴耳末系中第一条谱线为n ＝3时，即1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132 R ＝365λ1≈×107 m －1. (2)巴耳末系中第四条谱线对应n ＝6，则 1λ4＝R ⎝⎛⎭⎫122－162 λ4＝368××107 m ≈×10－7 m ＝ nm ε＝hν＝h cλ4≈×10－19 J.[答案] (1)×107 m －1 (2)×10－7 m(或 nm) ×10－19J氢原子光谱的几种线系的表示公式莱曼系1λ＝R ⎝⎛⎭⎫112－1n 2，n ＝2，3，4…(在紫外区) 巴耳末系1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3，4，5…(在可见光区)帕邢系1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，n ＝4，5，6…(在红外区) 布喇开系1λ＝R ⎝⎛⎭⎫142－1n 2，n ＝5，6，7…(在近红外区)[随堂达标]1．(多选)下列说法正确的是( ) A ．发射光谱一定是连续谱B ．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析C ．霓虹灯发光形成的光谱是连续谱D ．巴耳末公式只适用于氢原子发光答案：BD2．(2023·南通高二检测)白炽灯发光产生的光谱是( ) A ．连续光谱 B ．明线光谱 C ．原子光谱D ．吸收光谱解析：选A.白炽灯发光属于炽热的固体发光，所以发出的是连续光谱． 3．(多选)下列说法中正确的是( )A ．进行光谱分析，可以用线状谱，也可以用吸收光谱B ．光谱分析的优点是非常灵敏而迅速C ．使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气，取得吸收光谱，就可以对前者的化学组成进行分析D ．摄下月球的光谱，可以分析出月球是由哪些元素组成的解析：选AB.由于每种元素都有自己的特征谱线，因此，可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．所以光谱分析可以用线状谱或者吸收光谱．月球的光谱是太阳的反射光谱，故不能分析月球是由哪些元素组成的．4．(多选)关于巴耳末公式，下列说法正确的是( ) A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C ．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的解析：选CD.由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线作了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知，选项C 、D 正确．5．(选做题)(2023·常州高二检测)氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) B ．49解析：选A.由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3，4，5，… 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R 122①当n ＝3时，最大波长1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132② 由①②得λ1λ2＝59.[课时作业] [学生用书P90(独立成册)]一、单项选择题1．下列说法中正确的是( )A ．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B ．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C ．气体发出的光只能产生明线光谱D ．甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析：选A.据连续光谱的产生知A 对；由于吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，所以B 不对；气体发光也可以形成连续光谱，所以C 不对；甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱，所以D 不对，应选A.2．关于光谱，下列说法正确的是( ) A ．一切光源发出的光谱都是连续谱 B ．一切光源发出的光谱都是线状谱 C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：选C.不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A 、B 错误．稀薄气体发出的光谱是线状谱，C 正确．利用线状谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D 错误．3．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于( ) A ．太阳表面大气层中缺少相应的元素 B ．太阳内部缺少相应的元素C ．太阳表面大气层中存在着相应的元素D ．太阳内部存在着相应的元素解析：选C.太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的，表明太阳大气层中含有与这些特征谱线相应的元素．4．(2023·南京高二检测)关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法中正确的是( ) A ．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B ．吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合 C ．明线光谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D．明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成解析：选D.吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，A、B错误．明线光谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是明线光谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C错误．明线光谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D正确．5．对于巴耳末公式下列说法正确的是()A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长解析：选C.巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，故A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，故B错误，C正确．6.(2023·湛江高二检测)如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素解析：选B.把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故选项B 正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．二、多项选择题7．要得到钠元素的特征谱线，下列做法中正确的是()A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：选BC.炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误．8．(2023·哈尔滨高二检测)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是()A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D ．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论解析：选BC.根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，经典物理学无法解释原子的稳定性，并且原子光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是要引入新的观念．故正确答案为B 、C.9．(2023·杭州高二检测)对原子光谱，下列说法正确的是( ) A ．原子光谱是不连续的B ．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C ．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D ．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：选ACD.原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成．由此知A 、C 、D 说法正确，B 说法错误．10．关于太阳光谱，下列说法正确的是( ) A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素解析：选AB.太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，因此，选项A 、B 正确．分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，由于地球大气层的温度很低，太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项C 、D 错误．三、非选择题11．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为多少？解析：由1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－142，解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.答案：202712．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，n ＝4，5，6，…，R ＝×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？解析：(1)由帕邢系公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2 当n ＝6时，λ＝×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝v λ＝c λ＝3×108×10－6 Hz ＝×1014 Hz. 答案：(1)×10－6 m (2)3×108 m/s ×1014 Hz。

高中物理第十八章原子结构18.1电子的发现同步训练含解析新人教选修

18.1电子的发现一、选择题1、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2、二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（）A、α粒子散射实验B、发现质子的实验C、发现电子的实验D、发现中子的实验3、下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A、图甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B、图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C、图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一D、图戊：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的4、下列事例中能说明原子具有核式结构的是（）A、光电效应现象的发现B、汤姆逊研究阴极射线时发现了电子C、卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D、天然放射现象的发现5、下列有关原子核式结构理论不正确的是（）A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子B、原子的正电荷均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转6、下列说法正确的（）A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变B、α粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10﹣10mC、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D、汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构7、下列能揭示原子具有核式结构的是（）A、α粒子散射实验B、天然放射现象C、电子的发现D、氢原子光谱是线状谱8、有关原子结构，下列说法正确的是（）A、玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱B、卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C、玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D、卢瑟福的α粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”9、有关对原子的说法正确的是（）A、汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量B、密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量C、汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型10、原子的质量主要集中在（）A、质子上B、中子上C、电子上D、原子核上11、卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据实验现象提出原子的核式结构．以下说法不正确的（）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”，提出新的原子结构模型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、卢瑟福通过α粒子轰击金箔的实验的数据记录估算出原子核的大小12、卢瑟福的α粒子散射实验的结果（）A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动D、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一B、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量C、普朗克认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太短14、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B、一个氢原子中的电子从半径为ra 的轨道自发地直接跃迁至半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中原子不辐射某一频率的光子C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小D、正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的15、下列说法不正确的是（）A、普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B、卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C、汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．二、填空题16、卢瑟福通过________实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的________结构模型．17、一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．18、原子是由带________电的________和带________电和________组成的．19、________的发现说明原子有结构问题；________的发现说明原子核也有结构问题．20、原子中电子在具有确定半径的圆形轨道上高速运动．________（判断对错）三、解答题21、利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点．22、自从1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子以后，人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？23、在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是谁？他所根据的实验是什么？24、现代理论认为，反质子的质量与质子相同，约为电子质量的1836倍．若me=0.91×10﹣30kg ， e=1.6×10﹣19C ，求反质子的比荷．25、一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】D【考点】原子核的组成【解析】【解答】α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【分析】在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．2、【答案】A【考点】原子核的组成【解析】【解答】本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．故选：A【分析】解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．3、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成．故A正确．B、用中子轰击铀核使其发生裂变．故B错误．C、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一．故C正确．D、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的．故D正确．故选：B．【分析】卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；用中子轰击铀核使其发生裂变，产生中子，再次轰击，产生链式反应，释放出巨大的能量．4、【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．故选：C．【分析】本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．5、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；BC、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确．故选：B．【分析】正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：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里绕着核旋转．6、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、半衰期由原子核内部结构决定，与温度、压强等外在因素无关，则若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A正确．B、α粒子散射实验可以估算出原子直径的数量级为10﹣10m ，原子核直径的数量级为10﹣15m ，故B 错误．C、β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化来的；故C错误．D、汤姆孙发现电子，只表明原子具有复杂结构，α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误．故选：A．【分析】本题根据半衰期与温度、压强等因素无关；原子核直径的数量级为10﹣15m；β衰变所释放的电子是中子转化来的；汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构；根玻尔理论分析氢原子跃迁时是发出光子还是吸收光子．7、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故A正确．B、天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构．故B错误．C、电子的发现揭示了原子有复杂结构．故C错误．D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征．故D错误．故选：A【分析】α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据．8、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、玻尔的原子理论：1．电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；2．可能的轨道不连续；3．当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由E=hν给出．玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律．故A正确；BD、卢瑟福的α粒子散射实验说明（1）原子中绝大部分是空的，（2）α粒子受到较大的库仑力作用，（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能说明原子内部存在带负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故B错误，D不正确；C、玻尔提出的原子模型，但并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，故C错误．故选：A．【分析】从玻尔理论及卢瑟福的α粒子散射实验的结果出发，即可解题．9、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B 错误；C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；故选：D．【分析】解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．10、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D【分析】根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．11、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故AC正确，B错误；D、影响α粒子运动的主要是带正电的原子核．而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据α粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10﹣15米～10﹣14米，故D正确．故选：B【分析】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进．12、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核是由质子和中子组成的．故B错误；C、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，说明原子中的电子只能绕核旋转，而玻尔提出原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动，故C错误．D、卢瑟福的α粒子散射实验的结果得出：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上．故D正确．故选：D．【分析】本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．13、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】（1）A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一．故A正确．B、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．故B不正确．C、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化．故C错误．D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小，波长长．故D错误．故选：A【分析】卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，玻尔原子模型提出能量量子化，光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小．14、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型，故A正确；B、电子从半径大的ra 的轨道自发地直接跃迁至半径小的rb的轨道时，必须辐射一定频率的光子，故B不正确；C、玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，故C错误；D、一对正负电子对湮灭后生成光子，说明质量对应着一定能量，不能说明质量守恒定律是有适用范围的，故D错误；故选：A【分析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立模型；B、当半径增加时，则必须吸收能量，当半径减小时，则必须释放能量；C、辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，动能增大；D、由质能方程可知，质量对应一定的能量；15、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说．故A正确．B、波尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故B错误．C、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，故C正确．D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．故D正确．故选：B．【分析】普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；玻尔理论能够很好解释氢原子发光现象；汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子．二、填空题16、【答案】α粒子散射；核式【考点】原子的核式结构【解析】【解答】卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：α粒子散射，核式【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．17、【答案】原子；查德威克；负；电子【考点】原子的核式结构【解析】【解答】一直以来人们都认为原子是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家查德威克发现了带负电的电子，从此打破了原子不可再分的神话．故答案为：原子；查德威克；负；电子．【分析】构成物质的基本微粒是分子、原子、离子，分子和原子不能比较大小，且原子还可以再分来回答本题．18、【答案】负；电子；正；原子核【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积虽然很小，但可以再分，原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的．故答案为：负；电子；正；原子核．【分析】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积很小，但质量很大，原子的质量主要集中在原子核上；原子核的体积虽然很小，但还可以再分，分成带正电的质子和不带电的中子．19、【答案】电子；天然放射性现象【考点】原子核的组成【解析】【解答】解；电子发现后，科学家们开始认为原子是可以再分的，说明原子有结构问题；卢瑟福提出的核式结构模型为：原子由位于原子中心的原子核及绕核转动的电子组成，天然放射性现象说明原子核也可以再分．故答案为：电子，天然放射性现象【分析】解答本题应掌握：原子结构的发现过程及核式结构模型的内容．20、【答案】错误【考点】原子的核式结构【解析】【解答】根据波尔的原子模型中轨道半径量子化观点，电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动；不同轨道间跃迁会辐射或者吸收一定频率的光子；故答案为：错．【分析】根据波尔的原子模型，轨道半径量子化，即电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动，不向外辐射能量；从一个轨道跃迁到另一个轨道时会辐射或者吸收一定频率的光子．三、解答题21、【答案】解答：电子云形成的原因：在距离原子核很远处的电子出现的概率几乎为零，而有些非常靠近原子核的电子出现的概率也几乎为零．电子云的特点：把电子在原子核外各处区域出现的概率分布用图象表示，以不同的浓淡程度表示出现的概率大小，象电子在原子核外周围形成的云雾．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动．在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少．电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”．22、【答案】解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：核式；【考点】原子的核式结构【解析】【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．23、【答案】解答：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构；故答案为：卢瑟福；α粒子散射实验．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构．24、【答案】解答：根据比荷的定义式，反质子的比荷： C/kg答：反质子的比荷是9.58×107C/kg【考点】原子核的组成【解析】【分析】根据比荷的定义式即可求出．25、【答案】解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．。

2018高二物理选修3-5课件第十八章原子结构章末小结18

触及高考
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。
考题探析
(2014·山东理综，39)氢原子能级如图，当氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级时，辐射光的波长为 656nm。以下判断正确的是 ________。(双选，填正确答案标号)
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-5
路漫漫其修远兮吾将上下而求索
第十八章原子结构
第十八章章末小结
1 知识结构
2 规律方法
4 考题探析
3 触及高考
5 临场练兵
知识结构
规律方法
一、原子核式结构模型 1．α 粒子散射实验 (1)实验装置：如下图所示。
(2)实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径，全部设备装在真空环境中，因为 α 粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米．显微镜可在底盘上旋转，可在 360°的范围内进行观察。
答案：近 6 解析：根据玻尔理论知，电子所处的能量越低，离核越近；大量 He＋向低能级跃迁时放出的谱线条数为nn2－1＝6 条。
5．(2014·浙江理综，自选模块， 14)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示。当氢原子从 n＝4 的能级跃迁到 n＝2 的能级时，辐射出频率为 ________Hz 的光子。用该频率的光照射逸出功为 2.25eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV。(电子电量 e ＝1.60×10－19C，普朗克常量 h＝6.63×10－34J·s)
解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A、C对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于α粒子，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故B 错，D错。

人教版高中物理选修3-5第18章《原子结构》知识点总结

第十八章：原子结构一、研究进程汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型）二、α 粒子散射实验a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏b 、实验的结果：绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进，少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，甚至超过了90o 。

C 、卢瑟福核式结构模型内容：①在原子的中心有一个很小的原子核，②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里，③带负电的电子在核外空间里旋转。

原子直径的数量级为m 1010-，而原子核直径的数量级约为m 1015-。

c 、卢瑟福对实验结果的解释电子对α粒子的作用忽略不计。

因为原子核很小，大部分α粒子穿过原子时离原子核很远，受到较小的库仑斥力，运动几乎不改变方向。

极少数α粒子穿过原子时离原子核很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射。

d 、核式结构的不足认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。

三、氢原子光谱1、公式：)11(122n m R -=λ m=1、2、3……，对于每个m ，n=m+1,m+2,m+3…… m=2时，对应巴尔末系，其中有四条可见光，一条红色光、一条是蓝靛光、另外两条是紫光。

2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱，比如霓虹灯发光。

3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。

吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱）4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。

（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些）5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。

6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。

三、波尔模型1、电子轨道量子化r=n 2r 1 ， r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。

电子绕核旋转可能的轨道是分立的。

第18章原子结构专题专练：能级跃迁规律的应用人教版高中物理选修3-5精选习题

高二物理选修3-5第18章原子结构专题专练：能级跃迁规律的应用一、激发、跃迁、电离。

1.光照激发:原子吸收光子的能量而被激发称为光致激发.其吸收的光子的能量必须等于两能级的能量差,否则不被吸收,不存在激发到n 能级时能量有余,而激发到n+1时能量不足,则可激发到n能级的问题.2.碰撞激发:原子吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发称为碰撞激发.实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=E m-E n),就可使原子发生能级跃迁.3.能级跃迁:原子吸收或辐射的光子能量等于原子两能级间的能级差,用公式hν=E m-E n确定.4.电离:光子和原子作用使原子发生电离的情况,则不受公式hν=E m-E n的限制,这是因为原子一旦电离,原子结构即被破坏,因而不再遵守有关原子结构的理论.例如:基态氢原子的电离能为13.6 eV(1)只要大于或等于13.6 eV光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大,这与光致激发有所不同.(2)至于实物粒子和原子碰撞的情况,只要入射粒子的动能大于或等于电离能13.6 eV,就可能使氢原子电离.题型一:有关能级跃迁概念的区别和联系以及规律的应用例1.将氢原子电离,就是从外部给电子以能量,使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子.(1)若要使n=2的激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?(2)若用波长为200 nm的紫外线照射处在n=2能级的氢原子,则电子飞到离核无穷远处的速度为多大?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量m e=0.91×10-30 kg)解析:(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,最小的电磁波的光子能量应为E=0-(-3.4 eV)=3.4 eV,再由E=hν得ν== Hz=8.21×1014 Hz.(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E 0=h=6.63×10-34× J=9.95×10-19 J电离能ΔE=3.4×1.6×10-19 J=5.44×10-19 J由能量守恒E k=E0-ΔE代入数据解得E k=4.51×10-19 J,E k=mv2,有v=1.0×106 m/s.答案:(1)8.21×1014 Hz (2)1.0×106 m/s针对训练1.(氢原子能级图的应用)(多选)如图18-4-3所示为氢原子的能级示意图.欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是()A.用11 eV的光子照射B.用12.09 eV的光子照射C.用14 eV的光子照射D.用10 eV的电子照射BC[解析] 若基态的氢原子吸收11 eV的光子,则能量为-13.6 eV+11 eV=-2.6 eV,氢原子不存在能量为-2.6 eV的能级,所以该光子不能被吸收,故A错误;基态的氢原子吸收12.09 eV的光子,则能量为-13.6 eV+12.09eV=-1.51 eV,能从n=1能级跃迁到n=3能级,所以该光子能被吸收,故B正确;对14 eV的光子,其能量大于氢原子电离能13.6 eV,可使其电离,故C正确;n=1能级和n=2能级的能量差为-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,因10 eV<10.2 eV,所以10 eV的电子不能使处于基态的氢原子发生跃迁,故D错误.2. (多选)如图所示为氢原子的能级示意图.现用能量介于10～12.9 eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子,则下列说法正确的是( )A.照射光中只有一种频率的光子被吸收B.照射光中有三种频率的光子被吸收C.氢原子发射出三种不同波长的光D.氢原子发射出六种不同波长的光BD解析:E2-E1=10.2 eV,E3-E1=12.09 eV,E4-E1=12.75 eV,可知照射光中有三种频率的光子被吸收.氢原子跃迁的最高能级为n=4能级,根据=6知,氢原子发射出六种不同波长的光,故选项B,D正确,A,C错误.3.红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中铬离子产生激光.铬离子的能级图中,E1是基态,E2是亚稳态,E3是激发态,若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的氯光照射晶体,处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3,而后自发地跃迁到E2,释放出波长为λ2的光子,处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( )A. B.C. D.A解析:由题意,根据ΔE=可得E3-E1=;E3-E2=;设处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为λ3,则E2-E1=;由以上各式可得λ3=,选项A正确,B,C,D错误.4. (多选)氢原子能级如图所示,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级CD解析:从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm,而当从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射能量更多,则频率更高,则波长小于656 nm,选项A错误;当从n=2跃迁到n=1的能级,释放的能量=[-3.4- (-13.6)]×1.6×10-19,则解得,释放光的波长是λ=122 nm,则用波长为122 nm的光照射,才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级,选项B 错误;根据数学组合=3,可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线,选项C正确;同理,氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级,必须吸收的能量,与从n=3跃迁到n=2的能级放出能量相等,因此只能用波长为656 nm的光照射,才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级,选项D正确.5. (多选)氢原子能级如图所示,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射出光在真空中的波长为λ.以下判断正确的是( )A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射出的光在真空中的波长小于λB.用真空中波长为λ的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线D.用真空中波长为λ的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级ABC 解析:因氢原子1和2之间的能级差大于2和3间的能级差,从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光子的能量大于氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时辐射出光子的能量,则氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射出光在真空中的波长小于λ,选项A正确;由能级图可知E3-E2=-= -=;E2-E1=-E1=-=,则用真空中波长为λ的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级,选项B正确;一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生=6种谱线,选项C正确;因为氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射出光在真空中的波长为λ,则用真空中波长为λ的光照射,能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级,选项D 错误.6 如图18-T-1所示为氢原子的能级图,下列说法正确的是()A.从n=3能级跃迁到n=2能级时,电子的动能会变大,电势能会减小B.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子C.一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时,最多可能发出6条光谱线D.用能量为12.5 eV的电子轰击处于基态的氢原子,一定不能使氢原子发生能级跃迁7.氢原子基态能量E1=-13.6 eV,电子绕核运动半径r1=0.53×10-10 m.E n=,r n=n2r1,求氢原子处于n=4激发态时(静电力常量k=9×109 N·m2/C2,电子的质量m=0.9×10-30 kg).(1)原子系统具有的能量;(2)电子在轨道上运动的动能;(3)电子具有的电势能;(4)向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种?解析:(1)E4==-0.85 eV.(2)r4=42r1,k=m所以动能E k4=mv2== J=1.36×10-19 J=0.85 eV.(3)由于E4=E k4+E p4,所以电势能E p4=E4-E k4=-1.7 eV.(4)最多有六种.从n=4→3,3→2,2→1,4→2,4→1,3→1.答案:(1)-0.85 eV (2)0.85 eV (3)-1.7 eV (4)六种二、能级跃迁与光电效应。

2017_2018学年高中物理第十八章原子结构本章优化总结教师用书

第十八章原子结构
原子结构
绝大多数α 粒子不改变运动方向原子的核式结构模型 α 粒子散射实验少数α 粒子发生偏转极少数α 粒子发生大角度偏转，甚至被反弹原子核：集中了全部正电荷和几乎全部质量原子的核式结构电子：绕原子核高速旋转作用：成功解释了α 粒子散射实验，不能解释氢光谱连续谱发射光谱线状谱光谱原子光谱吸收光谱 1 1 － 1 （n＝3，4，5，„）氢原子光谱：巴耳末公式＝ R 2 n λ 轨道量子化和定态两个基本假设频率条件：能级跃迁满足hν ＝|E －E | 氢原子轨道量子化：r ＝n r 氢原子能量量子化：E ＝E 玻尔的原子模型 n 解释氢原子光谱线状谱：hν ＝E －E （m＞n）吸收光谱：hν ＝E －E （m＜n）局限性：不能解释复杂原子的光谱
3
2
)
)
r1＝0.53×10－10 m.
1 2．氢原子的能级公式：氢原子的能级公式：En＝ 2E1(n＝1，2，3，„)，其中 E1 为基态
n
能量，E1＝－13.6 eV. 3．氢原子的能级图，如图所示
(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态． (2)横线左端的数字“1，2，3，„”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，„” 表示氢原子的能级． (3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小．

2 2
阴极射线是高速电子流汤姆孙发现电子电子的发现揭示原子有复杂结构汤姆孙的原子模型称为枣糕模型

m
n
2
n
1
n
1 2

高中物理第18章原子结构章末课件选修35高二选修35物理课件

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玻尔两本个假基设定频态率假条设件和：轨能道级量跃子迁化，hν＝Em－En 原子结构的原子模成了光功氢谱解原释子氢发吸原射收子光光能谱谱量：：量 hhνν＝＝子EE化mm：－－EEEnnn＝mmn1＞＞2Enn1，n＝1，2，3，…
No (diànzǐ)，离原子核越近，因此，电子(diànzǐ)处在n＝3轨道上比处在n＝5的轨道上离氦核的距离近
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第十八章
原子结构
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章末复习(fùxí)方案
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章末·核心归纳
原子结结核式子原电α散粒子射子的实发验现绝少极阴汤大数少极姆多数α粒射孙数α子粒线发α粒发子：现子生发高电不偏生速子改转大电：变角子揭运度流示动偏原方转子向，有甚复至杂被结反构弹
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【变式1】 (多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A．该实验在真空环境中进行 B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同(bù 方向 tónɡ) 上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
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解析 “稳定的氢原子”指处于基态的氢原子，要
使其电离，光子的能量必须大于或等于13.6 eV，而波长
为600
nm的X射线的能量为E＝h
c λ
＝6.63×10－34×

高中物理课件第十八章原子结构章末分层突破

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[再判断] 1．放射性元素发出的射线可以直接观察到．( × ) 2．放射性元素发出的射线的强度可以人工控制．( × ) 3．α射线的穿透本领最强，电离作用很弱．( × )
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(5)①原子吸收光子能量是有条件的，只有等于某两个能级差时才被吸收发
生跃迁．
②如果入射光的能量 E≥13.6 eV，原子也能吸收光子，则原子电离．
③用粒子碰撞的方法使原子能级跃迁时，粒子能量大于能级差即可．
2．跃迁与光谱线
原子处于基态时，原子是稳定的，但原子在吸收能量跃迁到激发态后，就
知识脉络
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天然放射现象的发现及放射线的本质
[先填空]
1．天然放射现象的发现 (1)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象． (2)放射性：物质放出射线的性质，叫做放射性． (3)放射性元素：具有放射性的元素，叫做放射性元素． (4)天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家贝可勒尔发现了天然放
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两个重要的物理思想方法 1.模型法人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆孙模型、卢瑟福模型、玻尔模型、电子云模型．
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图 18-1
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2．假设法假设法是学习物理规律常用的方法，前边我们学过的安培分子电流假说，现在大家知道从物质微观结构来看是正确的，它就是核外电子绕核旋转所形成的电流．在当时的实验条件下是“假说”。玻尔的假说是为解决核式结构模型的困惑而提出的，他的成功在于引入量子理论，局限性在于保留了轨道的概念，没有彻底脱离经典物理学框架．
基态或激发态的原子的核外电子跃迁到 n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.

高中物理-原子的核式结构模型

（2）按照汤姆孙的原子模型， α粒子沿哪些方向前进可能性较大，最不可能沿哪些方向前进？
由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转
的力不会很大
原子中正负电荷分布的研究汤姆孙的原子模型 “枣糕模型”
被α粒子散射实验否定卢瑟福提出新的假设
α粒子散射实验结果分析
（3）少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，如何解释？表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。
原子中正负电荷分布的研究汤姆孙的原子模型 “枣糕模型”
正电荷在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子都象布丁中的葡萄干那样镶嵌在内。
电子
α粒子散射实验
原子结构非常紧密，一般的方法无法探测其内部结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
α粒子具有足够的能量，可以接近原子的中心，
18.2 原子的核式阴极射线是带电微粒流（在电磁场中偏转）
汤姆孙的实验射线粒子的电荷与氢离子一样（不同材料的阴极、不同的气体）
对其他现象的研究
（光电效应、热离子发射、β射线）
原子是电中性
电子是所有原子的组成部分原子不是组成物质的最小微粒
它还可以使荧光物质发光。
如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。
α粒子散射实验
1909～1911年，英国物理学
卢
家卢瑟福和他的助手们进行了
瑟
粒子散射实验
福
粒子轰击金箔的实验
α粒子散射实验结果分析
（1）α粒子射入金箔时难免与电子碰撞，大角度的偏转是因为电子造成的吗？
（4）金箔的厚度大约是1μm，金原子的直径大约是3×10-10m，绝大多数α粒子在穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们的运动方向却没有发生明显的变化。说明什么？

高中物理第十八章原子结构原子的核式结构模型教材梳理素材新人教选修

2 原子的核式结构模型疱丁巧解牛知识·巧学一、汤姆孙原子模型当时，无法直接通过实验探测原子内部的奥秘，汤姆孙运用经典力学的理论，根据电荷之间的作用力与距离的平方成反比进行了大量计算，以求证电子稳定分布应处的状态，他认为，既然电子那么小，又那么轻，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置(图18-2-1).电子图带的负电被原子内带的正电抵消，因此原子呈电中性.如果原子失去电子或得到电子，就会变成离子，电子一方面要受正电荷的吸引，另一方面又要互相排斥，因此必然有一个处于平衡的状态，电子在它们的平衡位置附近做简谐运动，可以发射或吸收特定频率的电磁波.汤姆孙原子结构模型图18-2-1模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物.一个好的原子模型应该能够解释所有的关于原子和物体的信息.当获得越来越多的信息时，模型也会慢慢改变.联想发散汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实所否定.不过它的意义却极其深远，电子的发现使我们认识到原子是有结构的，并用汤姆孙的原子模型可以粗略解释原子发光问题，为我们揭开了原子结构的研究的帷幕.二、α粒子的散射实验1909—1911年卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现.1.实验装置整个实验在真空中进行，高速的α粒子流垂直射到很薄的金箔上，由于受到金原子中带电微粒的库仑力的作用，一些α粒子通过金箔后必然会改变原来的运动方向，产生偏转.当α粒子穿过金箔后，打在荧光屏上闪光，然后通过显微镜观察，如图18-2-2所示.图18-2-2联想发散整个实验过程在真空中进行.α粒子后来被证明是氦原子核，带正电，由两个中子和两个质子组成，其质量约为电子的7 300倍.金箔很薄，α粒子很容易穿过.2.实验现象与结果α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°.α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变.但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象，卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型.学法一得原子的结构就像一个“黑箱”里面的信息是无法直接获取的.研究黑箱问题的一般方法是有目的地向黑箱输入一些信息，观测黑箱反馈回来的输出信息，进而推断出黑箱内的结构和运行机制.三、原子的核式结构的提出1.推理过程卢瑟福依据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，叫原子核，原子的全部电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散射实验现象，如图18-2-3所示.图18-2-3按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转.2.核式结构模型在原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转.原子内部是十分“空旷”的.原子直径的数量级为10-10m，原子核直径的数量级为10-15m，两者相差十万倍，而体积的差别就更大了，若原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就像足球场中的一粒米.深化升华原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是中性的.电子绕着原子核旋转所需向心力就是核对它的库仑引力.3.大多数α粒子都是“侵入”金原子核和电子之间的空间里，它们受到的库仑力很小，运动方向的改变也就很小.只有极少数的α粒子会非常接近金原子核，这时它们之间强烈的斥力就迫使α粒子发生较大的偏转，甚至被弹回.误区提示不要认为α粒子与金原子核直接发生碰撞，偏转的原因是库仑斥力影响的结果.4.从α粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为10-15—10-14m，原子大小的数量级为10-10m.学法一得学习时注意把实验结果与核式结构模型的内容之间建立联系，避免机械记忆. 四、原子核的电荷与尺度原子核的电荷数等于核外电子数，接近于原子序数，原子核大小的数量级为10-15m，原子大小数量级为10-10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分“空旷”.典题·热题知识点一卢瑟福α粒子散射实验例1 卢瑟福α粒子散射实验的结果( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动解析：该题要考查的是α粒子散射实验对人类认识原子结构的贡献.只要考生了解α粒子散射实验的结果及核式结构的建立过程，不难得出正确答案.α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子.答案：C方法归纳α粒子散射实验是物理学发展史上的一个重要的实验，它的实验结果使人们关于物质结构的观念发生了根本性变化，从而否定了汤姆孙原子结构的葡萄干面包模型，导致了卢瑟福核式结构模型的确立，教材中关于α粒子散射实验装置和实验方法的描述十分详尽，对实验结果的说明层次非常清楚：绝大多数α粒子穿过，基本上不发生偏转；少数发生偏转；极少数发生大角度偏转.关于这种重要的实验要记住.例2 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解析：本题考查α粒子散射实验，α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，A项错误.由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B项错误，D项正确. 答案：D方法归纳卢瑟福提出的原子核式结构正是建立在α粒子散射实验的基础上的.绝大多数α粒子不发生偏转，这说明原子的内部非常空旷.少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°，这是α粒子与原子核带正电的库仑斥力的作用，这说明原子中正电荷都集中在一个很小的区域内，α粒子穿过单个原子时，才有可能发生大角度的散射.知识点二α粒子散射实验与电场、电势能等知识的综合例3 如图18-2-4所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )图18-2-4A.α粒子在A处的速度比B处的速度小B.α粒子在B处的动能最大，电势能最小C.α粒子在A、C两处的速度大小相等D.α粒子在B处的速度比在C处的速度要小解析：α粒子由A经B运动到C，则由于受到库仑斥力的作用，α粒子先减速后加速，所以A项错误，D项正确.库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B项错误.AC处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，速度大小不变，C项正确.答案：CD巧妙变式若α粒子穿过某一带负电的点电荷附近，则运动情况又如何呢？(若α粒子穿过某一带负电的点电荷附近，由于受到库仑引力的作用，则α粒子一直向负点电荷靠近，最后落在上面，发生中和，则在此过程中库仑引力做正功，动能增大，电势能减小.)例4 已知电子质量为9.1×10-31 kg ，带电量为-1.6×10-19 C ，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为 0.53×10-10 m 时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流强度.解析：电子绕原子核做匀速圆周运动，电子与核之间的库仑力充当电子绕核旋转的向心力.由向心力公式可求出速度和周期，继而再求出频率、动能、等效电流强度.根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力.可知： k 202r e =m 02r v v=e m r k 0=1.6×10-19×31-10-9109.1100.53109⨯⨯⨯⨯m/s=2.18×106 m/s 而v=2πfr 0即f=02r v π=10-6100.533.142102.18⨯⨯⨯⨯Hz=6.55×1015 Hz E k =21mv 2=21·02r ke =21×10-29100.5319)-10(1.6109⨯⨯⨯⨯J=2.16×10-8 J 设电子运动周期为T ，则 T=V r 02π=6-10102.18100.533.142⨯⨯⨯⨯ s=1.5×10-16 s 电子绕核的等效电流强度： I=t q =T e =16--191015101.6⨯⨯A=1.7×10-3 A. 方法归纳本题通过构建理想的物理模型，综合考查匀速圆周运动、电场力和电流强度等知识.知识点三 α粒子与动量守恒定律、能量恒定律综合例5 1909—1911年英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用α粒子轰击金箔的实验.发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；少数α粒子却发生了较大角度的偏转；极少数α粒子偏转角度超过了90°；有的甚至被弹回，偏转角几乎达到了180°.这就是α粒子散射实验.为了解释这个结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.请你利用α粒子散射实验结果估算原子核的大小(保留一位有效数字).(下列公式或数据为已知：点电荷的电势U=kQ/r,k=9.0×109 Nm 2/C 2，金原子序数79，α粒子质量m α=6.64×10-27 kg ，α粒子速度v=1.6×107 m/s ，电子电量e=1.6×10-19 C.解析：由于是估算，我们可以取极少数被弹回的α粒子为研究对象.当α粒子的速度减为0时，α粒子与金原子核间的距离最小约等于金原子核的半径.利用能量转化与守恒定律进行计算.对于极少数被弹回的α粒子，受到很强的排斥力，可以认为它几乎接近原子核；它先做减速运动，当速度减为0后，反向加速.当α粒子的速度减为0时，α粒子与金原子核间的距离最小，约等于金原子核的半径；此过程中α粒子的动能转化为电势能.21m αv 2=r keQ ,解得：r=22v m keQ 代入数据解得：r=4×10-14m.巧解提示将α粒子靠近金原子核类比为B 物体连接一弹簧静止在光滑水平面上，并与一墙相靠，A 以v 0的速度冲向B.A 先做减速，当速度减为0时，反向加速.当A 的速度减为0时，A 、B 间距离最小，A 的动能转化为弹性势能.两个带电粒子只在电场力作用下的相对运动，与碰撞中的弹簧模型相似，只有电场力做功系统动能与电势能的总和保持不变.处理这类问题常用动量守恒定律、能的转化与守恒，有时还需结合牛顿运动定律.图18-2-5问题·探究思想方法探究问题原子物理学研究的是微观现象，比较抽象.通过原子核结构的探索过程，总结研究微观世界的方法？探究过程：微观世界的原子和原子核的结构无法直接通过实验直接观察到，只能依据实验现象，通过科学的思维和研究方法进行间接研究原子核的微观结构.即由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.探究结论:由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.。

高二物理18章原子结构知识点

高二物理第18章原子结构知识点一、电子的发现1897年，英国物理学家发现了电子，明确电子是原子的组成部分，揭开了研究原子结构的序幕．通过“油滴实验”测定了电子所带的电荷量，同时发现了电荷是的。

二、原子的核式结构模型1．汤姆孙提出了“西瓜模型”或“枣糕模型”2．卢瑟福α粒子散射实验（1）结果：α粒子穿过金箔后，基本上仍沿前进，但有α粒子发生了偏转，偏转角大于，有的甚至被。

（2）卢瑟福的原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子的正电荷和几乎全部都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转．（3）对α粒子散射实验结果的解释：由于原子核很小，α粒子在金箔中十分接近原子核的机会很少，故绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，极少数α粒子距离原子核很近，由于原子核质量、电量均比较大，故发生了大角度偏转，甚至反弹回来。

3．原子核的电荷与尺度原子半径的数量级为10-10ｍ左右，原子核半径的数量级为10-15ｍ左右。

三、氢原子光谱1．线状谱和连续谱：光谱是一条条分立的，称为线状谱。

光谱是连在一起的，称为连续谱。

2．原子的特征谱线：各种原子的发射光谱都是。

不同原子的线状谱，我们把这些不同的谱线称为原子的。

利用原子的特征谱线分析物质的方法称为。

四、玻尔的原子模型1．玻尔的原子理论（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

这些状态叫。

原子在不同的状态中具有不同的能量，因此原子的能量是的。

这些量子化的能量值叫做。

能量最低的状态叫做，其他的状态叫做。

（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它（或）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。

高二物理人教版3-5课件：第十八章原子结构本章整合

A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子内是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析:卢瑟福 α 粒子散射实验中使卢瑟福惊奇的就是 α 粒子发生了较大角度的偏转,这是由于 α 粒子带正电,而原子核极小,且原子核带正电,选项 A 正确,选项 B 错误;α 粒子能接近原子核的机会很小,大多数 α 粒子都从核外的空间穿过,而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样,运动方向不会发生改变。选项 C、D 的说法没错,但与题意不符。答案:A
弗兰克—赫兹实验:验证原子能量量子化局限性:不能解释复杂原子的光谱
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专题一
专题二
专题一原子核式结构模型
1.电子的发现 :英国物理学家汤姆孙发现了电子。 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 粒子发生了大角度偏转,极少数 α 粒子甚至被撞了回来。
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专题一
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3.三个原子模型的对比:
实验基础 “枣糕” 模型电子的发现原子结构原子是一个球体,正电荷均匀分布在球内,电子镶嵌其中原子的中心有一个很小的核,全部正电荷和几乎全部质量集中在核里,电子在核外面运动在核式结构模型基础上, 引入量子观念成功和局限可解释一些实验现象, 但无法说明 α 粒子散射实验成功解释了 α 粒子散射实验,无法解释原子的稳定性及原子光谱的分立特征成功解释了氢原子光谱及原子的稳定性,不能解释较复杂原子的光谱现象
n(n-1) ,是一群氢原子,而不是一个, 2
因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。
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高中物理第十八章原子结构原子的核式结构模型课堂导引素材新人教选修

2 原子的核式结构模型互动课堂疏导引导1.α粒子散射实验（1909~1911年，英国，卢瑟福）（1）装置：放射源、金箔、显微镜、荧光屏，如图18-2-1.图18-2-1（2）实验过程：α粒子从铅盒射出，形成细射线打在金箔上，被散射的α粒子打在荧光屏上产生闪光，用可转动的显微镜从不同角度进行观察.（3）现象：①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.②少数α粒子发生较大的偏转.③极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎被“撞了回来”.如图18-2-2.图18-2-2（4）说明：①整个实验过程在真空中进行.②使用金箔的原因是由于金的延伸性好，可以做得很薄，可认为只有一层金原子；同时金的原子核的质量、电荷量也比较大.（5）实验分析：①由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转.②使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分.按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验矛盾.③实验现象说明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中的一个很小的核上.（6）实验意义：①否定了汤姆孙的原子结构模型.②提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级.2.原子核式结构模型（1）内容：原子的中心有一个很小的核，称为原子核，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.（2）原子核的大小数量级为10-15m，只相当于原子半径的十万分之一，体积只是原子体积的万亿分之一.说明：（1）在α粒子的散射实验中，为什么用金箔而不用铝箔.①金箔与铝箔相比，金的原子序数大，α粒子与金原子核间库仑力大，发生偏转时明显.②金的延展性比铝好，容易做成极薄的金箔，几乎可以做成单个原子排成的箔.（2）原子的核式结构描述中说全部正电荷和几乎全部质量都位于原子核内.这是因为原子是由原子核和核外电子构成的，原子核又由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，而核外电子带负电；同时中性原子核外电子数和核内质子数相同，而1个质子的质量约为1个电子质量的1 840倍，原子核内部是质子质量加上中子质量，故正确描述为几乎全部质量而不是全部质量.（3）核外电子数等于核内质子数，仅限于中性原子，对于带电离子，核外电子数和核内质子数不相等.活学巧用【例1】关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.该实验在真空环境中进行B.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光思路解析：该实验在真空中进行，带有荧光屏的显微镜可在水平面内移动，正对α粒子源发出的射线方向上的荧光屏上闪光多，其他方向上闪光少.答案：ABC【例2】关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列说法正确的是…（）A.大部分α粒子穿过金属箔没有显著偏转B.所有α粒子穿过金属箔没有显著偏转C.只有少数α粒子穿过金属箔时发生偏转，最大偏转角可达180°D.大部分α粒子穿过金属箔时，发生折射偏向一边思路解析：本题考查α粒子散射实验的规律，只有在正确理解α粒子散射实验的基础上，才能选出正确选项A、C.考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错.答案：AC【例3】卢瑟福α粒子散射实验的结果（）A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D.说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动思路解析：原子的有核模型即原子的核式结构，是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的.它肯定了原子核的存在,描述了原子的基本组成及电荷、质量的分布规律等.但它没有说明原子核外电子如何分布，也没有说明原子核内部的结构和运动.答案：C【例4】关于α粒子散射实验（）A.绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B.α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C.α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大D.对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小思路解析：由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转.从α粒子的散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15~10-14m.由此可知A错，D正确.当α粒子接近原子核时，克服电场力做功，所以其动能减少，势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，电势能减少.所以选项B、C都错.答案：D【例5】如图18-2-3所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上.则以下说法正确的是（）图18-2-3A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度大小相等D.α粒子在B处速度比在C处速度小思路解析：由能量守恒定律可知，在A、B、C三点上，A、C位于原子核形成的同一等势面上，电势能和动能均相同，则A、C两点速率相同；由A到B，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B 点速度最小，D正确.答案：CD2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示，以19.6m/的水平初速v 0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为450的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是A ．1sB ．2s C．3s D ．3s 2．如图所示，aefc 和befd 是垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界。