高考物理大一轮复习 第3讲 原子结构 能级课件（选修35）.ppt

选修3 5 选考部分 第3讲原子结构能级 一 卢瑟福核式结构模型1 汤姆生的 枣糕 模型 1 1897年 发现电子 提出原子的 枣糕 模型 揭开了人类研究原子结构的序幕 2 枣糕 模型 原子是一个球体 正电荷 分布在整个球内 电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里 汤姆生 均匀 2 卢瑟福的核式结构模型 1 粒子散射实验的结果 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原来的方向前进 但 粒子发生了大角度偏转 粒子的偏转超过了90 有的甚至被撞了回来 2 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 原子的所有 和几乎 都集中在原子核里 带负电的 在核外绕核旋转 3 原子核的尺度 原子核直径的数量级为 m 原子直径的数量级约为 m 绝大多数 少数 极少数 电子 原子核 正电荷 所有质量 10 15 10 10 跟踪训练 1 单选 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 这一模型建立的基础是 a 粒子散射实验b 对阴极射线的研究c 天然放射性现象的发现d 质子的发现 答案 a 三 玻尔原子模型1 玻尔原子模型 1 轨道假设 原子中的电子在库仑引力的作用下 绕原子核做圆周运动 电子绕核运动的可能轨道是 的 2 定态假设 电子在不同的轨道上运动时 原子处于不同状态 因而具有不同的能量 即原子的能量是 的 这些具有确定能量的稳定状态称为定态 在各个定态中 原子是 的 不向外辐射能量 3 跃迁假设 原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要 或 一定频率的光子 光子的能量等于两个状态的 不连续 不连续 稳定 吸收 放出 能量差 2 能级 在玻尔理论中 原子各个可能状态的 叫能级 图13 3 1 能量值 3 基态和激发态 原子能量 的状态叫基态 其他能量 相对于基态 较高的状态叫 4 量子数 现代物理学认为原子的可能状态是 的 各状态可用正整数1 2 3 表示 叫做量子数 一般用n表示 5 氢原子的能级和轨道半径 1 氢原子半径公式rn r1 n 1 2 3 其中r1为基态半径 也称为玻尔半径 r1 m 2 氢原子能级公式en e1 n 1 2 3 其中e1为氢原子基态的能量值 e1 ev 最低 激发态 不连续 n2 0 53 10 10 13 6 跟踪训练 2 多选 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时 下列说法正确的是 a 氢原子的能量增加b 氢原子的能量减少c 氢原子要吸收一定频率的光子d 氢原子要放出一定频率的光子 答案 bd 解析 氢原子的核外电子离原子核越远 氢原子的能量 包括动能和势能 越大 当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子较近的轨道上时 原子的能量减少 氢原子要放出一定频率的光子 选项b d正确 3 单选 已知金属钾的逸出功为2 22ev 氢原子的能级如图13 3 2所示 一群处在n 3能级的氢原子向低能级跃迁时 能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有 图13 3 2a 1种b 2种c 3种d 4种 答案 b 解析 氢原子从激发态n 3向低能级跃迁可能发出3种光子 其中3 1和2 1所发出的光子能量高于2 22ev 选项b正确 1909 1911年 英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了 粒子散射实验 1 实验装置如图13 3 3所示 用 粒子轰击金箔 由于金原子中的带电微粒对 粒子有库仑斥力作用 一些 粒子穿过金箔后改变了运动方向 这种现象叫做 粒子散射 考查 粒子散射实验及原子核式结构模型 3 现象解释认为原子中的全部正电荷和几乎所有质量都集中在一个很小的核上 由于核很小 大部分 粒子穿过金箔时都离核很远 受到的库仑力很小 它们的运动几乎不受影响 只有少数 粒子从原子核附近飞过 明显受到原子核的库仑力而发生大角度偏转 图13 3 4 双选 如图13 3 4所示为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a b c d4个位置时 观察到以下的现象 下列说法正确的是 a 放在a位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最少b 放在b位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数只比a位置时稍少些c 放在c d位置时 屏上观察不到闪光d 放在d位置时 屏上仍能观察一些闪光 但次数极少 单选 2015年云浮调研 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 a 绝大多数 粒子经过金箔后 发生了角度不太大的偏转b 粒子在接近原子核的过程中 动能减少 电势能减少c 粒子离开原子核的过程中 动能增大 电势能增大d 对 粒子散射实验的数据进行分析 可以估算出原子核的大小 答案 d 考查对氢原子各能级的能量关系的理解 单选 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 a 原子要吸收光子 电子的动能增大 原子的电势能增大 原子的能量增大b 原子要放出光子 电子的动能减小 原子的电势能减小 原子的能量也减小c 原子要吸收光子 电子的动能增大 原子的电势能减小 原子的能量增大d 原子要吸收光子 电子的动能减小 原子的电势能增大 原子的能量增加 答案d一题一得玻尔理论的成功之处在于引入了量子化的概念 但因保留了经典的原子轨道 故有关氢原子的计算仍应用经典物理的理论 对电子绕核运动的轨道半径 速度 周期 动能 电势能等的计算 是牛顿运动定律 库仑定律 匀速圆周运动等知识的综合应用 单选 氢原子辐射出一个光子后 a 电子绕核旋转半径增大b 电子的动能增大c 原子的电势能增大d 原子的能级值增大 答案 b 1 原子从低能级和向高能级跃迁 吸收一定能量的光子 当一个光子的能量满足h e末 e初时 才能被某一个原子吸收 使原子从低能级e初向高能级e末跃迁 而当光子能量h 大于或小于e末 e初时都不能被原子吸收 2 原子从高能级向低能级跃迁 以光子的形式向外辐射能量 所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差 考查氢原子的跃迁条件与规律 3 当光子能量大于或等于13 6ev时 也可以被处于基态的氢原子吸收 使氢原子电离 当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13 6ev 氢原子电离后 电子具有一定的初动能 4 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 就可使原子发生能级跃迁 单选 2015年聊城模拟 图13 3 5为氢原子能级的示意图 现有大量的氢原子处于n 4的激发态 当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光 关于这些光下列