高中物理沪科版5第三章原子世界探秘 2023版第3章章末分层突破

章末分层突破[自我校对]①枣糕②α粒子③几乎全部质量④高速旋转⑤hν＝Em－En⑥rn＝n2r1⑦En＝eq\f(1,n2)E1____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________两个重要的物理思想方法1.模型法人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆生模型、卢瑟福模型、玻尔模型、电子云模型．图3­12．假设法假设法是学习物理规律常用的方法，前边我们学过的安培分子电流假说，现在大家知道从物质微观结构来看是正确的，它就是核外电子绕核旋转所形成的电流．在当时的实验条件下是“假说”．玻尔的假说是为解决核式结构模型的困惑而提出的，他的成功在于引入量子理论，局限性在于保留了轨道的概念，没有彻底脱离经典物理学框架．卢瑟福的α粒子散射实验说明了下列哪种情况()A．原子内的正电荷全部集中在原子核里B．原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上C．原子内的正负电荷是一对一整齐排列的D．原子的质量均匀分布在原子里面【解析】卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转，这是原子中带正电部分作用的结果，由于大角度偏转的α粒子数极少，说明原子中绝大部分是空的，带正电部分的体积很小，带负电的电子绕核运动的向心力即是原子核对它的引力，而电子质量极小，故原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，选项A正确．【答案】A玻尔理论1.玻尔原子模型(1)量子化观点：电子的可能轨道半径、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＝Em－En(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≥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＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子.【导学号：06092032】(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？(电子电荷量e＝×10－19C，普朗克常量h＝×10－34J·s，电子质量me＝×10－31kg)【解析】(1)n＝2时，E2＝－eq\f,22)eV＝－eV，所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝eVν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f××10－19,×10－34)Hz≈×1014Hz.(2)波长为200nm的紫外线一个光子所具有的能量E0＝hν＝×10－34×eq\f(3×108,200×10－9)J＝×10－19J电离能ΔE＝××10－19J＝×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝eq\f(1,2)mev2代入数值解得v≈×105m/s.【答案】(1)×1014Hz(2)×105m/s1氢原子在某激发态的电离能大小等于该能级的能量值.2电子电离后若有多余的能量将以电子动能的形式存在.)1．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．在实验中观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转角度超过90°，有的甚至被弹回B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的斥力使α粒子偏转，当α粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转C．实验表明：原子中心有一个核，它占有原子体积的大部分D．实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量【解析】由α粒子散射实验结果知，A正确；由于电子的质量远小于α粒子的质量，对α粒子的运动影响极小，使α粒子发生明显偏转的是原子核的斥力，B错误；实验表明：原子具有核式结构，核极小，但含有全部的正电荷和几乎所有的质量，根据实验可以确定核半径的数量级，C、D错误．【答案】A2．(多选)μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图3­2为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于()图3­2A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3 D．h(ν6－ν4)【解析】μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE＝E4－、D正确．【答案】CD3.(多选)氢原子能级示意图如图3­3所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是()【导学号：06092080】图3­3A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB．用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级【解析】根据Em－En＝eq\f(hc,λ)知，氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长小于656nm，选项A错误．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出的光谱线条数为eq\f(nn－1,2)＝3条，C选项