(浙江专版)2018年高中物理第十八章原子结构章末小结学案新人教版选修3_5

第十八章原子结构

错误!

1．α粒子散射实验结果及由此建立的学说

(1)实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进；少数α粒子有较大的偏转；极少数α粒子的偏角超过90°，有的甚至达到180°。

(2)核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转。

2．该部分主要考查对α粒子散射实验的理解与记忆及对实验结果的分析。

[典例1] (多选)关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是( )

A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是α粒子受力平衡的结果

B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内部是“空旷”的

C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的粒子质量和电荷量比α粒子大得多但在原子内分布空间很小

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

[解析]选BC 在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运动，说明大多数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α粒子发生大角度偏转，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C对，D错。

1．玻尔原子模型

(1)量子化观点：电子的不同轨道半径、原子的能量、原子跃迁辐射或吸收光子的频率都只能是分立的、不连续的值。

(2)对应关系：电子处于某一可能轨道对应原子的一种能量状态。

(3)定态观点：电子在某一可能轨道上运动时，原子是不向外辐射电磁波的，轨道与能

量是稳定的。

(4)跃迁观点：能级跃迁时辐射或吸收光子的能量，hν＝E m－E n(m>n)。

(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，就不稳定了，这时就会向低能级定态跃迁，而跃迁到基态，有时是经多次跃迁再到基态。

一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：N＝C n2＝n n－1

。

2

[典例2] (1)(多选)欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )

A．用12.09 eV的光子照射

B．用13 eV的光子照射

C．用14 eV的光子照射

D．用13 eV的电子碰撞

(2)(多选)欲使处于基态的氢原子电离，下列措施可行的是( )

A．用13.6 eV的光子照射

B．用15 eV的光子照射

C．用13.6 eV的电子碰撞

D．用15 eV的电子碰撞

[解析] (1)由跃迁条件知氢原子受激发跃迁时只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子。根据氢原子能级图不难算出12.09 eV刚好为氢原子n＝1和n＝3的两能级差，而13 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能级之差，因此氢原子只能吸收前者而不能吸收后者；14 eV的光子则足以使氢原子电离，电离后的自由电子还具有0.4 eV 的动能。用13 eV 的电子碰撞，它的能量可以部分被氢原子吸收而使氢原子激发。综上所述，选项A、C、D 正确。

(2)基态氢原子的电离能为13.6 eV，则13.6 eV的光子被吸收，氢原子刚好电离，同理15 eV的光子和15 eV的电子碰撞均可使氢原子电离。用13.6 eV的电子，由于电子和氢原子质量不同，因此两者碰撞时电子不可能把13.6 eV 的能量全部传递给氢原子，因此用13.6 eV的电子碰撞氢原子时氢原子不能电离。由以上分析可知选项A、B、D正确。

[答案] (1)ACD (2)ABD

[专题训练]

1.卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的

核，并由此提出了原子的核式结构模型。如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的( )

A．轨迹a B．轨迹b

C．轨迹c D．轨迹d

解析：选A α粒子靠近原子中心时会受到较大的排斥力，轨迹向上弯曲，α粒子做曲线运动，其轨迹应该为a，故选A。

2．按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，r a>r b，此过程中( )

A．原子要辐射一系列频率的光子

B．原子要吸收一系列频率的光子

C．原子要辐射某一频率的光子

D．原子要吸收某一频率的光子

解析：选C 从某一轨道直接跃迁到另一轨道，只能辐射或吸收某一特定频率的光子；再根据r a>r b，从较远轨道向较近轨道跃迁，即从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故C 正确。

3．如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( )

A．原子A可能辐射出3种频率的光子

B．原子B可能辐射出3种频率的光子

C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E1

D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4

解析：选B 原子A处于激发态E2，因此其辐射光子频率数目只能有1种，A错；原子B处于激发态E3，辐射光子频率数可能有3种，B对；据氢原子能级的量子性，吸收光子必须满足hν＝E m－E n，故C、D错。

4.(江苏高考)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发

出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长

依次增大，则正确的是( )