原子结构之谜全章课件粤教版选修
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最新原子结构之谜全章课件(粤教版选修3-5)培训讲学
电子离开阴极时速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射
出时的速度大小为v，下面说法正确的是：( )
A、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为
2v
B、如果A、
K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为v/2
C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为2v
D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为
当大真空管中加 入磁场时,射线就会 偏转,被接收器接收 到
经检验为负电荷
荷质比的测定
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基 本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场
S2—S3：速度选择器
B：匀强磁场 D：照相底片
3.电子就是通过测定荷质比而被发现的。 4.测定荷质比的装置――质谱仪（最初由汤姆生 发现的）。
直线运动： v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作 用达到最大偏转
r d2 h
密立根油滴实验的原理图
• 密立根测量出电子的电量
e1.60 2 1 2 0 1C 9
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m9.10 914 031 kg
课堂练习
1、关于阴极射线的本质，说法对的是（C） A、阴极射线的本质是氢原子 B、阴极射线的本质是电磁波 C、阴极射线的本质是电子 D、阴极射线的本质是X射线
课堂小结
1897年,汤姆生在研究阴极射线: 1.测出了阴极射线的电性 2.测出了它的速度和偏转情况 3.测出了它的荷质比 4.发现用不同的金属做电极所有的射线一样 的性质.
思考与研讨
习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电
场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O，
高中物理第三章原子结构之谜3.1敲开原子的大门课件粤教版选修3_5
一
二
二、电子的发现 1.汤姆生的探究方法及结论 汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转判定,它的本质是带 负电的粒子流,并求出了这种粒子的荷质比. 汤姆生用不同材料的阴极和不同的气体做实验,所得的荷质比都 是相同的,是氢离子荷质比的近千倍. 汤姆生直接测量了阴极射线粒子的电荷量,得到这种粒子的电荷 量大小与氢离子电荷基本相同.后来把组成阴极射线的粒子称为电 子.
目标导航
预习导引
一
二
预习交流1 怎样用实验的方法判断阴极射线的电性? 答案：为了研究阴极射线的带电性质,汤姆生设计了如图所示的装 置.从阴极发出的阴极射线,经过与阳极相连的小孔,射到管壁上,产 生荧光斑点;用磁铁使射线偏转,进入集电圆筒;用静电计检测的结 果表明,收集到的是负电荷.
目标导航
预习导引
第一节 敲开原子的大门
目标导航
预习导引
学习目标
重点难点
1. 知道阴极射线的产生及本质. 2. 了解汤姆生发现电子的研究方法 及发现电子的意义. 重点:1. 对阴极射线演示实验, 先了 解器材结构, 再认识现象和理解原 理. 2. 电子发现的探究方法. 难点:电子质量的测定.
目标导航
预习导引
一
二
一、阴极射线 1.阴极射线 科学家用真空度很高的真空管做放电实验时,发现真空管阴极发 射出的一种射线,叫做阴极射线. 2.阴极射线的产生 阴极射线是一种带负电的粒子流.英国物理学家汤姆生使阴极射 线在磁场和电场中产生偏转,来确定射线微粒的带电性质. 3.阴极射线的特点 (1)在真空中沿直线传播; (2)碰到物体可使物体发出荧光.
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
二、电子的发现 1.汤姆生实验装置 实验装置如图所示,从高压电场的阴极发出的阴极射线,穿过 C1C2后沿直线打在荧光屏上.
原子结构之谜全章课件(粤教版选修3-5)
E 显微镜
二、电子的发现
汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者 用不同的金属材料制作电极，都测得相同的荷 质比，随后又发现在气体电离和电光效应等现
象中，可从不同物体中击出这种带电粒子，这
表明它是构成各种物体的共同成分。随后，汤
姆生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子的电
荷与氢离子的电荷大基本上相同，说明它的质
汤姆生如何测定出粒子的荷质比？
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁 场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提 供向心力： 2
v m evB r
A
当阴极A产生的 射线进入大真空管D 时,可以看到管壁上 有荧光出现.
当大真空管中 加入磁场时,射线就 会偏转,被接收器接 收到 经检验为负电荷
电荷接收器
荷质比的测定
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基 本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场 S2—S3：速度选择器
B：匀强磁场 D：照相底片
3.电子就是通过测定荷质比而被发现的。 4.测定荷质比的装置――质谱仪（最初由汤姆生 发现的）。
5.质谱线：从离子源中射出的带电粒子的电量相同，而质量有微小 差别，由公式q/m=2U/B2r2，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆 周运动，打在照相底片的不同位置，在底片上形成若干谱线条的细 条，叫质谱线。得用质谱线可以准确地测出各种同位素的原子量。hΒιβλιοθήκη d r h2d
证明:当阴极射线只受电场力时,做抛体运动
h Ee 2 t 2 2m
v m evB r
得出
2
Eed d=vt 得: v mh erE mv eBr V
2
2
2
二、电子的发现
汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者 用不同的金属材料制作电极，都测得相同的荷 质比，随后又发现在气体电离和电光效应等现
象中，可从不同物体中击出这种带电粒子，这
表明它是构成各种物体的共同成分。随后，汤
姆生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子的电
荷与氢离子的电荷大基本上相同，说明它的质
汤姆生如何测定出粒子的荷质比？
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁 场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提 供向心力： 2
v m evB r
A
当阴极A产生的 射线进入大真空管D 时,可以看到管壁上 有荧光出现.
当大真空管中 加入磁场时,射线就 会偏转,被接收器接 收到 经检验为负电荷
电荷接收器
荷质比的测定
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基 本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场 S2—S3：速度选择器
B：匀强磁场 D：照相底片
3.电子就是通过测定荷质比而被发现的。 4.测定荷质比的装置――质谱仪（最初由汤姆生 发现的）。
5.质谱线：从离子源中射出的带电粒子的电量相同，而质量有微小 差别，由公式q/m=2U/B2r2，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆 周运动，打在照相底片的不同位置，在底片上形成若干谱线条的细 条，叫质谱线。得用质谱线可以准确地测出各种同位素的原子量。hΒιβλιοθήκη d r h2d
证明:当阴极射线只受电场力时,做抛体运动
h Ee 2 t 2 2m
v m evB r
得出
2
Eed d=vt 得: v mh erE mv eBr V
2
2
2
高中物理第三章原子结构之谜3.4原子的能级结构课件粤教版选修3_5
1.使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子 原子若是吸收光子的能量而被激发,则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=2时能量有余,而激发到 n=3时能量不足,则可激发到n=2的问题. 原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发,由 于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=Em-En),均可使原子发生 能级跃迁.
2.物质中含有大量的原子,各个原子的跃迁方式也是不统一的.有 的原子可能经过一次跃迁就回到基态,而有的原子可能经过几次跃 迁才回到基态.
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,能级图如下.
(1)有可能放出几种能量的光子? (2)在哪两个能级间跃迁时,发出的光子的波长最长?波长是多少?
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
(1)有可能放出几种能量的光子? (2)在哪两个能级间跃迁时,发出的光子的波长最长?波长是多少?
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
(2014山东理综)(多选)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 nm B.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
一二
2.物质中含有大量的原子,各个原子的跃迁方式也是不统一的.有 的原子可能经过一次跃迁就回到基态,而有的原子可能经过几次跃 迁才回到基态.
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,能级图如下.
(1)有可能放出几种能量的光子? (2)在哪两个能级间跃迁时,发出的光子的波长最长?波长是多少?
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
(1)有可能放出几种能量的光子? (2)在哪两个能级间跃迁时,发出的光子的波长最长?波长是多少?
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
知识链接 案例探究 思悟升华 类题试解
(2014山东理综)(多选)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 nm B.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
一二
高中物理 第三章 原子结构之谜 第一节 敲开原子的大门课件 粤教版选修3-5
(2)在金属板 D1、D2 之间单独加哪个方向的磁场，可 以让阴极射线向上偏转？
提示：(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，
说明阴极射线带负电． (2)由左手定则可得，在金属板 D1、D2 之间单独加垂
直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
ppt精选
16
1．什么是阴极射线． 在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴 极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色 荧光，这种奇妙的射线被称为阴极射线． 2．阴极射线带电性质的判断． (1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打 在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性 质．
ppt精选
38
若油滴带正电，所受库仑力方向向下，由牛顿第二定
m2g＋qUd1 律得 a＝ m2 >g，到达下极板的时间很短，难以精确
测量，与事实不符，则油滴带负电，受到库仑力的方向竖
直向上，由牛顿第二定律 m2g－qUd1＝m2a，解得 q＝mU21d
2d
g－
t2
.
ppt精选
39
答案：(1)mU1g0d (2)mU21dg－2t2d
ppt精选
13
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线开 始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子本身 也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错．
答案：ABC
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ห้องสมุดไป่ตู้
14
拓展一 对阴极射线的探究 如图所示为汤姆生的气体放电管．
ppt精选
15
(1)在金属板 D1、D2 之间加上如图所示的电场时，发 现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？
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28
解析：阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知， 磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线 AB 中的电流 由 B 流向 A，且改变 AB 中的电流方向时可以使电子束的 轨迹往上偏．故选项 B、C 正确．
提示：(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，
说明阴极射线带负电． (2)由左手定则可得，在金属板 D1、D2 之间单独加垂
直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
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16
1．什么是阴极射线． 在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴 极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色 荧光，这种奇妙的射线被称为阴极射线． 2．阴极射线带电性质的判断． (1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打 在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性 质．
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38
若油滴带正电，所受库仑力方向向下，由牛顿第二定
m2g＋qUd1 律得 a＝ m2 >g，到达下极板的时间很短，难以精确
测量，与事实不符，则油滴带负电，受到库仑力的方向竖
直向上，由牛顿第二定律 m2g－qUd1＝m2a，解得 q＝mU21d
2d
g－
t2
.
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39
答案：(1)mU1g0d (2)mU21dg－2t2d
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13
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线开 始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子本身 也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错．
答案：ABC
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14
拓展一 对阴极射线的探究 如图所示为汤姆生的气体放电管．
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15
(1)在金属板 D1、D2 之间加上如图所示的电场时，发 现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？
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28
解析：阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知， 磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线 AB 中的电流 由 B 流向 A，且改变 AB 中的电流方向时可以使电子束的 轨迹往上偏．故选项 B、C 正确．
物理粤教版选修3-5 第三章第四节原子的能级结构 课件
第三章
原子结构之谜
第四节
原子的能级结构
第三章
原子结构之谜
学习目标 1.知道经典物理的困难在于无法解释光谱分立特性．
2．知道能级结构猜想的主要内容．
3．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念． 4．能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型． 5．了解玻尔模型的不足之处及其原因．
一、能级结构猜想 分立 的，所以猜想原子内部的能量也是 由于氢原子光谱是 ______ 不连续 的． _________ 不连续的能量 称为原子的能级． 1．能级：把原子内部______________ 变化 到另一个能级的过程叫做 2．跃迁：把原子从一个能级______
2．能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象． 由于原子的可能状态 (定态)是不连续的，具有的能量也是不 连续的，这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基 态，其他的状态叫做激发态．对于氢原子，以无穷远处为势 能零点时，基态能量 E1＝－13.6 eV. E1 其能级公式： En＝ 2 ， 式中 n 称为量子数， 对应不同的轨道， n n 取值不同，基态取 n＝ 1，激发态 n＝2,3,4…；量子数 n 越 大，表示能级越高．能级图 (如图所示 )：
Hale Waihona Puke 想一想]2.原子发光现象的本质是什么？
提示：处于激发态的原子是不稳定的，它会向较低的能级跃 迁，跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射.
对玻尔能级理论的理解 1．轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立 的数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道 是不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动． 例如，氢原子的电子最小轨道半径为 r1 ＝ 0.053 nm ，其余可 能的轨道半径还有0.212 nm、0.477 nm…不可能出现介于这 些轨道之间的其他值．
原子结构之谜
第四节
原子的能级结构
第三章
原子结构之谜
学习目标 1.知道经典物理的困难在于无法解释光谱分立特性．
2．知道能级结构猜想的主要内容．
3．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念． 4．能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型． 5．了解玻尔模型的不足之处及其原因．
一、能级结构猜想 分立 的，所以猜想原子内部的能量也是 由于氢原子光谱是 ______ 不连续 的． _________ 不连续的能量 称为原子的能级． 1．能级：把原子内部______________ 变化 到另一个能级的过程叫做 2．跃迁：把原子从一个能级______
2．能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象． 由于原子的可能状态 (定态)是不连续的，具有的能量也是不 连续的，这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基 态，其他的状态叫做激发态．对于氢原子，以无穷远处为势 能零点时，基态能量 E1＝－13.6 eV. E1 其能级公式： En＝ 2 ， 式中 n 称为量子数， 对应不同的轨道， n n 取值不同，基态取 n＝ 1，激发态 n＝2,3,4…；量子数 n 越 大，表示能级越高．能级图 (如图所示 )：
Hale Waihona Puke 想一想]2.原子发光现象的本质是什么？
提示：处于激发态的原子是不稳定的，它会向较低的能级跃 迁，跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射.
对玻尔能级理论的理解 1．轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立 的数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道 是不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动． 例如，氢原子的电子最小轨道半径为 r1 ＝ 0.053 nm ，其余可 能的轨道半径还有0.212 nm、0.477 nm…不可能出现介于这 些轨道之间的其他值．
高中物理 第三章 原子结构之谜章末整合提升课件 粤教版选修3-5.pptx
12
2．电离的两种方式 (1)吸收光子能量发生电离．当光子能量大于或等于13.6 eV时，可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离； 当光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一 定的初动能． (2)与实物粒子撞击发生电离．由于实物粒子的动能可全 部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等 于氢原子所处的能级的能量，均可使原子发生电离．
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒
子的吸引力很大
答案 BC
4
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错，B对； 极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用 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C对，D错．
5
二、对玻尔原子结构的理解 1．氢原子的能级
对氢原子而言，核外的一个电子绕核远行时，若半径不同，则 对应的原子能量也不同． 原子各能级的关系为 En＝En21 (n＝1,2,3…) 对于氢原子而言，基态能级：E1＝－13.6 eV
6
2．氢原子的能级图 氢原子的能级图如图1所示．
图1
7
【例2】 图2为氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级 之间跃迁，所辐射的光子频率最多有几种？其中最小频率 等于多少？
16
针对训练2 一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的电 磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离， 则电子被电离后所具有的动能是多大？ 答案 能 1.4 eV 解析 氢原子从基态n＝1处被完全电离至少吸收13.6 eV的 能量．所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可知，完 全电离后还剩余动能Ek＝15 eV－13.6 eV＝1.4 eV.
2．电离的两种方式 (1)吸收光子能量发生电离．当光子能量大于或等于13.6 eV时，可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离； 当光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一 定的初动能． (2)与实物粒子撞击发生电离．由于实物粒子的动能可全 部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等 于氢原子所处的能级的能量，均可使原子发生电离．
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒
子的吸引力很大
答案 BC
4
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错，B对； 极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用 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C对，D错．
5
二、对玻尔原子结构的理解 1．氢原子的能级
对氢原子而言，核外的一个电子绕核远行时，若半径不同，则 对应的原子能量也不同． 原子各能级的关系为 En＝En21 (n＝1,2,3…) 对于氢原子而言，基态能级：E1＝－13.6 eV
6
2．氢原子的能级图 氢原子的能级图如图1所示．
图1
7
【例2】 图2为氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级 之间跃迁，所辐射的光子频率最多有几种？其中最小频率 等于多少？
16
针对训练2 一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的电 磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离， 则电子被电离后所具有的动能是多大？ 答案 能 1.4 eV 解析 氢原子从基态n＝1处被完全电离至少吸收13.6 eV的 能量．所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可知，完 全电离后还剩余动能Ek＝15 eV－13.6 eV＝1.4 eV.
16-17物理粤教版选修3-5 第三章原子结构之谜 本章总结 课件 精品
玻尔的原子结构模型
1．玻尔的原子结构模型可概括为三个要点 (1)能量的量子化 En＝n12E1(En 为动能、电势能之和)． (2)轨道的量子化 rn＝n2r1. (3)能级跃迁量子化 hν＝Em－En(吸收或辐射一定频率的光 子)．
2．分析原子跃迁时注意 入射光子与入射电子不同： 若是在光子的激发下引起原子的跃迁，则要求光子的能量必 须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起原子 的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能 级差，两种情况有所不同，要引起注意．
原 子
氢 莱曼系→1λ＝R112－n12 ，n＝2、3、4、5 …
结 构
原 子
帕邢系→1λ＝R312－n12 ，n＝4、5、6…
之 谜
光 谱
布喇开系→1λ＝R412－n12，n＝5、6、7、8 …
普丰德系→1λ＝R512－n12，n＝6、7、8…
其他原子光谱
能级 定态假设
原 子 结 构 之 谜
原 子 的 能 级 结 构
最高频率的光子满足hν1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV ＝2.04×10－18 J，ν1＝3.1×1015 Hz. 最低频率的光子满足hν2＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV＝ 1.056×10－19 J，ν2＝1.6×1014 Hz. 任意一群氢原子和一个氢原子跃迁的差别，前者各种跃迁途
径均会产生，后者只能以某一种途径进行跃迁．
一个氢原子向较低能级跃迁最多有三种频率的光子，因为它
从n＝4的能级跃迁至n＝3时就一定不存在由n＝4的能级直接
跃迁至n＝1的能级的可能．
[答案] 6种 3.1×1015 Hz 1.6×1014 Hz 3种
粤教版高中物理选修3-5第三章 原子结构之谜02节原子的结构教学课件
建立新的猜想解释实验现象进一步的实验验证
❖ （2）请同学们谈谈上完这一节课后的一些思考：
20. 有一种人，你跟他三观不同，一句话都嫌多。我想，人和人之间一定存在磁场这回事，沿着三观向外辐射。有人说了千句还是拉不近距离
，有人坐在对面不说话也不尴尬。你一个眼神，他大概就懂了。频率相似的人顺其自然就会聚在一起，磁场不合的人讲几句话也在翻山越岭， 你始终到不了。
分析推理
原子内部绝大部分是“空” 的
原子内部有“核”存 在 作用力散射示意图
讨论与交流
❖ 请比较一下太阳系与原子的结构，为什 么我们把原子的核式结构称为一种“模 型”，而太阳系的行星结构却不叫模型 呢？它们最本质的区别是什么？
课堂小结
❖ （1）卢瑟福粒子散射实验科学历程： 提出猜想实验验证实验结果与猜想出现矛盾推翻旧的猜想
10 、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。 18 、永不放弃是你梦想实现的唯一秘诀。 16 、努力向上的开拓，才使弯曲的竹鞭化作了笔直的毛竹。 18 、生活中的许多事，并不是我们不能做到，而是我们不相信能够做到。
（1）ɑ粒子出现大角度散射有没有可能是与电 子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型，ɑ粒子在原子附近 或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏 转？
讨论与交流
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才 有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？
实验现象 绝大多数ɑ粒子不偏移 少数ɑ粒子发生较大偏转
极少数ɑ粒子被弹回
16 、付出才会杰出。 2. 生命犹如一片绿叶，随着时间的流逝，慢慢变的枯黄，但他的叶脉还是那么清晰可见。 4. 当流星陨落爱情的唯美，生命就开始哭泣，受伤的人就喜欢躲在黑暗的角落，任其身体的荒凉，仿佛全世界的人都在讨论爱情，这一刻我 更喜欢孤寂。
❖ （2）请同学们谈谈上完这一节课后的一些思考：
20. 有一种人，你跟他三观不同，一句话都嫌多。我想，人和人之间一定存在磁场这回事，沿着三观向外辐射。有人说了千句还是拉不近距离
，有人坐在对面不说话也不尴尬。你一个眼神，他大概就懂了。频率相似的人顺其自然就会聚在一起，磁场不合的人讲几句话也在翻山越岭， 你始终到不了。
分析推理
原子内部绝大部分是“空” 的
原子内部有“核”存 在 作用力散射示意图
讨论与交流
❖ 请比较一下太阳系与原子的结构，为什 么我们把原子的核式结构称为一种“模 型”，而太阳系的行星结构却不叫模型 呢？它们最本质的区别是什么？
课堂小结
❖ （1）卢瑟福粒子散射实验科学历程： 提出猜想实验验证实验结果与猜想出现矛盾推翻旧的猜想
10 、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。 18 、永不放弃是你梦想实现的唯一秘诀。 16 、努力向上的开拓，才使弯曲的竹鞭化作了笔直的毛竹。 18 、生活中的许多事，并不是我们不能做到，而是我们不相信能够做到。
（1）ɑ粒子出现大角度散射有没有可能是与电 子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型，ɑ粒子在原子附近 或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏 转？
讨论与交流
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才 有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？
实验现象 绝大多数ɑ粒子不偏移 少数ɑ粒子发生较大偏转
极少数ɑ粒子被弹回
16 、付出才会杰出。 2. 生命犹如一片绿叶，随着时间的流逝，慢慢变的枯黄，但他的叶脉还是那么清晰可见。 4. 当流星陨落爱情的唯美，生命就开始哭泣，受伤的人就喜欢躲在黑暗的角落，任其身体的荒凉，仿佛全世界的人都在讨论爱情，这一刻我 更喜欢孤寂。
高中物理 第三章 原子结构之谜 3.3 氢原子光谱课件 粤教版选修3-5.pptx
都满足与巴耳末公式类似的关系式．
9
【例 1】 在氢原子光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用 莱曼系的公式1λ＝R112－n12，n＝2,3,4，…，计算紫外线的最长波 和最短波的波长(R＝1.097×107m－1)． 答案 1.21×10－7 m 9.10×10－8 m
10
解析 根据莱曼系公式： 1λ＝R112－n12，n＝2,3,4… 可得 λ＝R1121－n12 当 n＝2 时波长最长，其值为 λ＝R1121－212＝341R＝34×1.0917×107 m ≈1.22×10－7 m.
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(212－n12) ，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
原子光谱均 不相同 ． 3．通过对光谱的分析可鉴别不同的 原子 ，确定物体的化
学组成并发现 新元素 ．
6
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3
7
一、氢原子光谱的实验规律 1．氢原子的光谱
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1所示．
图1
8
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
16
(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时， 某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点 是在连续的背景上有若干条暗线．这些暗线与特征谱线相对 应．
17
2．光谱分析 (1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来 鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析． (2)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．
9
【例 1】 在氢原子光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用 莱曼系的公式1λ＝R112－n12，n＝2,3,4，…，计算紫外线的最长波 和最短波的波长(R＝1.097×107m－1)． 答案 1.21×10－7 m 9.10×10－8 m
10
解析 根据莱曼系公式： 1λ＝R112－n12，n＝2,3,4… 可得 λ＝R1121－n12 当 n＝2 时波长最长，其值为 λ＝R1121－212＝341R＝34×1.0917×107 m ≈1.22×10－7 m.
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(212－n12) ，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
原子光谱均 不相同 ． 3．通过对光谱的分析可鉴别不同的 原子 ，确定物体的化
学组成并发现 新元素 ．
6
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3
7
一、氢原子光谱的实验规律 1．氢原子的光谱
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1所示．
图1
8
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
16
(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时， 某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点 是在连续的背景上有若干条暗线．这些暗线与特征谱线相对 应．
17
2．光谱分析 (1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来 鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析． (2)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．
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0.707v
A
K
U
物理学家对阴极射线的研究，引发了19世 纪末的三大发现：
1895年伦琴发现了X射线。 1896年贝克勒尔发现了天然放射现象。 1897年汤姆生发现了电子。
汤姆生
约瑟夫·约翰·汤姆生(Joseph John Thomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区， 父亲是苏格兰人，以卖书为业。汤姆生14岁进曼彻斯 特欧文学院学习工程。1876年入剑桥大学三一学院， 毕业后，进入卡文迪许实验室，在瑞利指导下进行电磁 场理论的实验研究工作。1884年，年仅28岁便当选为 皇家学会会员。同年末，又继瑞利之后担任卡文迪许实 验室教授。
直线运动： v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作用
达到最大偏转
r d2
h编辑课件
11
密立根油滴实验的原理图
编辑课件
12
• 密立根测量出电子的电量
e1.60 2 1 2 0 1C 9
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m9.10 914 031 kg
编辑课件
13
课堂练习
1、关于阴极射线的本质，说法对的是（C） A、阴极射线的本质是氢原子 B、阴极射线的本质是电磁波 C、阴极射线的本质是电子 D、阴极射线的本质是X射线
入磁场B中, m v 2 e v B r
M
N
在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强
度,可以测出速度大小V= E/B
设平行板MN之间的距离为h,板的水平长度为d,首先使阴极仅 受电场作用并达到最大偏转,测得此时的场强E,随后保持E不变,外 加磁场使射线恢复水平不再偏转,测得此时的磁场的强度B
当大真空管中加 入磁场时,射线就会 偏转,被接收器接收 到
经检验为负电荷
荷质比的测定
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基 本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场
S2—S3：速度选择器
B：匀强磁场 D：照相底片
3.电子就是通过测定荷质比而被发现的。 4.测定荷质比的装置――质谱仪（最初由汤姆生 发现的）。
h
r d2 d h
证明:当阴极射线只受电场力时,做抛体运动
h Ee t2 2 2m
d=vt 得: v 2 E e d 2 mh
m v 2 evB mveBrerE
r
V
得出
d2 r
h
所以:
e Eh m B2d 2
实验结果：荷质比约为质子的2000倍
汤姆生如何测定出粒子速度v和半径r？
• 1、让粒子垂直射入正交的电磁场做匀速
5.质谱线：从离子源中射出的带电粒子的电量相同，而质量有微小 差别，由公式q/m=2U/B2r2，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆 周运动，打在照相底片的不同位置，在底片上形成若干谱线条的细 条，叫质谱线。得用质谱线可以准确地测出各种同位素的原子量。
一个质量为m,电量为e的带电粒子,以速度v垂直进
现象:1.阴极射线使荧光屏发光（特点）
2.当加入磁场后射线偏转
发光原理:在强电场中,气体被电离而导电
汤姆生如何测定出粒子的荷质比？
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁 场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提 供向心力：
m v2 evB r
编辑课件
5
A
电荷接收器
当阴极A产生的射 线进入大真空管D时 ,可以看到管壁上有 荧光出现.
美国科学家密立根又精确地测定了电子的电 量：
e=1.6022×10－19 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量 为：
m=9.1094×10－31 kg 由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在1906 年获得诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传 统的“原子不可分”的观念，使人类对自然世 界的认识又向前迈进了一步。
课堂小结
1897年,汤姆生在研究阴极射线: 1.测出了阴极射线的电性 2.测出了它的速度和偏转情况 3.测出了它的荷质比 4.发现用不同的金属做电极所有的射线一样 的性质.
思考与研讨
习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电
场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O，
OO’=L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是
O，y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、
荷质比相同的粒子沿OO’方向从O’射入，打在
屏上P（- 3 L ,）L 点，求：
36
（1）粒子带何种电荷？
M
（2）B的方向？
O’
O
（3）粒子的荷质比？
N
习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A为发射热
电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U。
2、 如图,为密立根测量电量实验的示意图,油滴
从喷雾器喷出后,落到两平行板间,油滴由于摩擦
而带电,调节两板间的电压,可使油滴悬浮.通过显
微镜观察到某个半径r=1.6×10-4cm的油滴恰
静止在电场中, 此时两金属板间匀强电场
E=1.9×105N/C. 已知油滴的密度为
ρ=0.85×103kg/m3.
喷雾器
求：该油滴所带的电荷量 E
是元电荷的多少倍？
显微镜
二、电子的发现
汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者用 不同的金属材料制作电极，都测得相同的荷质 比，随后又发现在气体电离和电光效应等现象 中，可从不同物体中击出这种带电粒子，这表 明它是构成各种物体的共同成分。随后，汤姆 生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子的电荷 与氢离子的电荷大基本上相同，说明它的质量 比任何一种分子和原子的质量都小得多，至此， 汤姆生完全确认了电子的存在。
物理：第三章第一节 《敲开原子的大门》 课件PPT（粤教版选
修３－５）
第一节
敲开原子的大门
知识回顾
相当长阴极射线中发现电子!敲开了原
子的大门! 一、探索阴极射线
实验装置:电源,感应圈,阴极射线管,磁铁
产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两 极。当两极间加一定电压时，阴极便发出一种 射线，这种射线为阴极射线。
电子离开阴极时速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射
出时的速度大小为v，下面说法正确的是：( )
A、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为
2v
B、如果A、
K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为v/2
C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为2v
D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为