人教版高考物理一轮复习 第13章 原子结构原子核 课时1 原子结构.ppt

考点一原子的结构夯实考点英国物理学家汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子。美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”对电子的电荷进行了精确的测定。1.电子的发现2.α粒子散射实验1909～1911年,英籍物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。这一事实说明汤姆孙模型是错误的。3.原子的核式结构模型卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正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。4.原子核的尺度对于一般的原子,整个原子半径的数量级为10-10m,原子核半径的数量级为10-15m。[典例1](多选)如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A,B,C,D四个位置时,关于观察到的现象,下列说法正确的是()A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍微少些C.放在C,D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少答案:AD解析:卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验时,得到以下结论:大部分α粒子都能直接穿过金箔,个别的发生偏转,极少数发生大角度的偏转,故A,D正确,B,C错误。BD变式1:(多选)关于卢瑟福的α粒子散射实验,以下判断中正确的是()A.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子不会发生散射现象B.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子仍会发生散射现象,但现象不显著C.如果用质子代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象D.如果用阴极射线代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象解析:用铝箔代替原实验中的金箔,或用质子代替原实验中的α粒子,粒子仍受斥力作用,仍会发生散射现象;只是铝核的核电荷数较金核小,质子的带电荷量较α粒子小,根据库仑定律,斥力相对减小,故散射现象相对不明显。而用阴极射线(电子)代替原实验中的α粒子,电子将受引力作用而不会发生散射现象。考点二氢原子光谱1.各种原子的发射光谱都是线状谱,说明原子只发出几种特定频率的光。2.卢瑟福的原子核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验,但无法解释原子光谱的分立特征。[典例2]氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα,Hβ,Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定()A.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能答案:A变式2:原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向较低能级跃迁,用n表示氢原子所处能级状态的量子数,N表示由该能级状态发生跃迁时可能发出的不同波长的光谱线的数目,则()A.当n=1时,N=1 B.当n=2时,N=2C.当n=3时,N=3 D.当n=4时,N=4C考点三玻尔理论、氢原子能级1.氢原子从低能级向高能级跃迁时,必须吸收确定能量的光子,该光子能量必须满足hν=Em-En,大于或小于Em-En都不能被吸收。2.氢原子可以吸收大于或等于其电离能量的光子,使其成为氢离子。3.氢原子吸收实物粒子(如电子)的能量时,可以根据需要吸收其中的一部分能量,也即对电子等实物粒子的能量没有限制条件,只要实物粒子的能量足够就可以。4.氢原子的电子的动能Ekn随r的增大而减小,而总能量En随n的增大而增大,故电势能Epn随n的增大而增大,当r减小时,电场力做正功,电势能减小,电子的动能增加。[典例3]如图是氢原子的能级图。一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,则以下判断正确的是()A.该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子B.该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75eV的能量C.该氢原子只有吸收0.85eV的光子时才能电离D.该氢原子向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量是特定值答案:D解析:本题研究的是单个氢原子,单个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n-1种不同频率的光子,故该氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子,选项A错误;该氢原子跃迁到基态时需要释放-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV的能量,选项B错误;只要吸收的光子的能量大于0.85eV,该氢原子就能电离,选项C错误;氢原子向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差,此能量差为特定值,选