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高三物理一轮复习选修3-5 第十八章 原子结构2009-6-14 教学目标 1 2．使学生加强理解掌握在卢瑟福核式结构学说基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子根据能级（轨道）定态跃迁知识解决相关问题． 3．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，特别是加强从能量转化守恒观点出发分析解决问题的能力． 教学重点、难点分析 卢瑟福的核式结构学说与波尔的原子结构理论，作为重点难点知识，学生在理解掌握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区别与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的理解认识不够透彻，以致分析解决相关问题时易混易错． 教学过程设计 教师活动 问同学们回忆或看书后答出： 189720年内科学家们先后提出了哪几种原子结构模型？ 四种原子结构理论模型为：（4）人们从量子化的原子模型的成功与不足中认识到玻尔理论是一种半经典的量子论，还必须对它进行改造和完善，建立一种新的理论，20世纪20年代，海森堡等科学家提出“量子力学的原子理论”。从汤姆孙到卢瑟福再到玻尔，科学家对原子结构的认识和探索是不断深入的。 一、原子核式结构模型 1．(粒子散射实验 装置：如图所示 现象：绝大部分α粒子穿过金箔后沿原方向进行，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子的偏转角超过了90(， 2．卢瑟福核式结构模型的内容 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的空间运动． 很小：大角度散射少 集中：才能产生大的斥力并弹回 运动：不运动要被俘获原子毁灭 【例】【例】这是因为宏观的经典电磁理论并不适用于微观电子的运动． 1．轨道量子化与能量量子化： 围绕原子核运动的电子轨道半径不是任意的，只能是某些分立的数值（符合一定条件的），这种现象称为轨道量子化。 不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，，氢原子的和能级：Em和En间跃迁时发射或吸收的光子的频率v由下式决定： hv＝Em－En （m＞n时发射光子，m＜n时吸收光子） 4．关于原子跃迁的问题 　　(1)区别是“一群原子”还是“一个原子”，是“直接跃迁”还是“间接跃迁”，是“跃迁”还是“电离”，是“入射的光子”还是“入射的电子”。 (2)把握各情况所遵循的规律。如： “一群原子”在题设条件下各种跃迁的可能性都有；而“一个原子”只能沿题设条件下可能情况的一个途径进行跃迁。 “直接跃迁”只能对应一个能级差，发射一种频率的光子。“间接跃迁”能对应多个能级差，发射多种频率的光子。 “跃迁”时辐射或是吸收光子的能量由两个定态的能级差决定，而“电离”时如在第n到n=∞所需要的能量，即：0－=－（对于氢原子.E1=－13.6eV） 【例】玻尔在提出他的原子模型中所做的假设有（ ）A．原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道，需要吸收或辐射一定频率的光子D．电子跃迁时辐射光子频率等于电子绕核圆运动的频率【例】A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础 C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念 D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念 【例】 A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 四、玻尔模型的局限性 玻尔模型成功的解释了氢原子光谱的实验规律，但对于其他元素更为复杂的光谱，该模型却却不能很好的解释。这说明玻尔理论还没有完全揭示微观粒子的规律。它的不足在于保留了“轨道”等经典粒子的观念。玻尔理论是一种半经典的量子论。 现代物理学提出了“量子力学原子理论”。用“电子云”描述电子在原子核周围出现的概率密度。 课后作业 一、选择题 1 　 [　　　 ] A B．电势能最小 C．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小 D．所受原子核的斥力最大 2．卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有 [　　　 ] A B．用α粒子散射数据估算原子核的大小 C．结合经典电磁理论解释原子的稳定性 D．结合经典电磁理论解释氢光谱 3．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，则 [　　　 ] A B．原子的能量增加，电子的动能增加 C．原子