物理 高三：高中物理第1轮专题复习全套学案-第13章 第3课时

图1第3课时原子结构氢原子光谱导学目标1理解玻尔理论对氢原子光谱的解释2掌握氢原子的能级公式并能灵活应用，会用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题一、原子的核式结构模型基础导引判断下列说法的正误1汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型2卢瑟福做粒子散射实验时发现粒子绝大多数穿过，只有少数发生大角度偏转3粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上4卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了粒子发生大角度偏转的原因知识梳理1电子的发现1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子2原子的核式结构1粒子散射实验的结果绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但_粒子发生了大角度偏转，_粒子甚至被撞了回来，如图1所示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_，原子的所有正电荷和几乎_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二、氢原子光谱基础导引对原子光谱，下列说法正确的是A原子光谱是不连续的B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素知识梳理1线状谱、连续谱、吸收谱的产生1线状谱由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为线状光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线2连续谱由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为连续光谱3吸收谱连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的暗线太阳光谱就是典型的吸收光谱2光谱分析利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义特别提醒光谱的分类三、玻尔原子模型、能级基础导引玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有_原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子绕核运动，但不向外辐射能量原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射或吸收一定频率的光子电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率知识梳理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，原子处于不同的状态，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_，即H_2能级在玻尔理论中，原子各个可能状态的_叫能级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激发态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_R1N1,2,3，其中R1为基态半径，也称为玻尔半径，R1_M2氢原子能级公式EN_E1N1,2,3，其中E1为氢原子基态的能量值，E1_EV考点一原子结构与粒子散射实验典例剖析例11卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是A证明了质子的存在B证明了原子核是由质子和中子组成的C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动2英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是图中的跟踪训练1在卢瑟福进行的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是A正电荷在原子中是均匀分布的B原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C原子中存在着带负电的电子D原子核中有中子存在考点二氢原子能级图及原子跃迁问题考点解读氢原子的能级图如图2所示图21能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态2横线左端的数字“1,2,3”表示量子数，右端的数字“136，340”表示氢原子的能级3相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小4带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为HEMEN特别提醒1能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大图3图42原子跃迁发出的光谱线条数NC，是一群氢原子，而不是一个2NNN12典例剖析例2如图3为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为161310EV，则下列说法正确的是A大量处在N3能级的氢原子向N2能级跃迁时，发出的光是紫外线B大量处在N4能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红外线C大量处在N4能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现出衍射现象的是由N4向N3能级跃迁辐射出的光子D用能量为103EV的电子轰击，可以使基态的氢原子受激发思维突破1一个原子和一群原子的区别一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种C，但产生的跃迁只有一种而如果是大量的氢原子，这些原子的核外电子跃2NNN12迁时就会出现所有的可能情况2入射光子和入射电子的区别若是在光子的激发下引起原子跃迁，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区别跟踪训练2某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为221EV，如图4是氢原子的能级图，一群处于N4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是A2条B4条C5条D6条考点三与能级相关的计算典例剖析例32010海南191能量为EI的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子这一能量EI称为氢的电离能现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_用光子频率、电子质量M、氢原子的电离能EI和普朗克常量H表示2氢原子在基态时轨道半径R10531010M，能量E1136EV，求氢原子处于基态时电子的动能；原子的电势能；用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离跟踪训练32011江苏12C2按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_选填“越大”或“越小”已知氢原子的基态能量为E1E121，则A01B321C0123D11121310氢原子的能级如图6所示，已知可见光的光子能量范围约为162EV311EV，下列说错误的是图6A处于N3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N3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量处于N4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N2能级的氢原子被H311EV的可见光照射时，能发生电离二、非选择题112010山东理综381大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是189EV、102EV、1209EV跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_EV基态能量为136EV12已知金属钨的逸出功W0454EV氢原子的能级图如图7所示有一群处于N3能级的氢原子，用辐射出的最大频率的光子照射金属钨，产生光电子的最大初动能是多少13如图8所示，氢原子从N2的某一能级跃迁到N2的能级，辐射出能量为255EV的光子问图81最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子2请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图复习讲义基础再现一、基础导引1234知识梳理21少数极少数2原子核所有质量电子310151010二、基础导引ACD三、基础导引知识梳理11不连续2不连续稳定3吸收放出能量差E2E12能量值3最低4不连续51N2053101021361N2课堂探究例11C2B跟踪训练1B例2BCD跟踪训练2B例312136EV2HEIM272EV0914107M跟踪