高中物理复习16-2第2讲原子结构氢原子光谱课件

第2讲原子结构氢原子光谱课

程

标

准1.了解人类探索原子结构的历史．2．知道原子核式结构模型．3．通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构．4．了解原子核的组成和核力的性质．知道四种基本相互作用．能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．5．了解放射性和原子核衰变．知道半衰期及其统计意义．了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护．6．认识原子核的结合能和比结合能，了解核裂变反应．关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响．素

养

目

标物理观念：(1)知道原子的核式结构和氢原子光谱．(2)理解放射性和元素衰变、半衰期、同位素的概念；知道核裂变和核聚变的区别．科学思维：(1)掌握氢原子光谱的规律，并利用规律进行解题．(2)利用原子核的结构模型解释与核物理有关的问题．会利用质能方程计算核能．科学探究：了解人类探索原子及其结构的历史、人类对物质结构的探索历程．考点一考点一原子的核式结构模型

●———【必备知识·自主落实】———●1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙研究________发现了电子，证明了原子可以再分．阴极射线2．原子的核式结构：

(1)α粒子散射实验[注意关键词语“绝大多数”“少数”等]：1909～1911年，英国物理学家________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现________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________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．(如图所示)(2)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________和几乎全部________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．卢瑟福绝大多数大角度正电荷质量

●———【关键能力·思维进阶】———●1．[2024·上海浦东新统考]关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是(

)A.在原子中心有一很小的带负电的核B.原子的全部质量都集中在原子核里C.电子在核外不停地绕核运动D.电子绕核运动的向心力由核力提供答案：C解析：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，故A、B错误；带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故C正确；电子绕核运动的向心力由库仑力提供，故D错误．故选C.2．如图所示是α粒子散射实验装置的示意图．从α粒子源发射的α粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°.下列说法正确的是(

)A.α粒子束是快速运动的质子流B.实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内C.α粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α粒子的作用引起的D.α粒子散射实验装置的内部需要抽成真空答案：D解析：α粒子是氦的原子核，因此不是质子流，选项A错误；实验结果说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，选项B错误；α粒子发生大角度偏转是金箔中的带正电的原子核对α粒子的库仑斥力引起的，选项C错误；为避免空气分子的影响，内部需要抽成真空，选项D正确．故选D.3．[2023·黑龙江哈尔滨哈师大附中校考三模]在α粒子散射实验中，下列图景正确的是(

)答案：B考点二考点二氢原子光谱

、

氢原子能级图及原子跃迁

●———【必备知识·自主落实】———●1．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长(频率)展开，获得光的________(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类波长

线状吸收2．玻尔理论的三条假设(1)定态假设：原子只能处于一系列________的能量状态中，在这些能量状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁假设：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝________________．(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道假设：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是________的．不连续稳定Em－En（m>n）不连续3．氢原子的能量和能级跃迁(1)氢原子的能极图：如图所示．

例1“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义．如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态．该原子钟产生的钟激光的频率ν2为(

)A．ν0＋ν1＋ν3B．ν0＋ν1－ν3C．ν0－ν1＋ν3D．ν0－ν1－ν3答案：D解析：原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ－EⅠ＝hν0且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态Ⅰ的过程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3联立解得ν2＝ν0－ν1－ν3故选D.例2[2024·广东深圳一模]有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光．图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为5.09×1014Hz的黄光，可见光谱如图乙所示．锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为(

)A.红色B.橙色C.绿色D.青色答案：A解析：由波尔理论结合普朗克的量子假说，即E＝hν，根据图甲可得ENa＝hνNa，ELi＝hνLi代入数据可得νLi≈4.48×1014Hz对照图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红光．

答案：AB考点三考点三原子核的衰变及半衰期

●———【必备知识·自主落实】———●1．原子核的组成：原子核是由________和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的________．2．天然放射现象放射性元素________地发出射线的现象，首先由____________发现．天然放射现象的发现，说明________具有复杂的结构．质子质子数自发贝克勒尔原子核3．三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力穿透能力α射线____核＋2e4u最____最____β射线______－e较强较强γ射线光子γ00最____最____氦强弱电子弱强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种________的变化称为原子核的衰变．(2)α衰变、β衰变(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．原子核电荷数5．半衰期(1)公式：N余＝N原()，m余＝m原().(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由________________决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)________(选填“有关”或“无关”).6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有________放射性同位素和________放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(2)应用：工业测厚、放射治疗、作为________等．(3)防护：防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害．核内部自身的因素无关天然人工示踪原子答案：A答案：C答案：D考点四考点四核反应及核能的计算1．核反应的四种类型3．核力和核能(1)核力：原子核内部，________间所特有的相互作用力．(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们________需要的能量，叫作原子的结合能，也叫核能．(3)比结合能：原子核的结合能与________之比，叫作比结合能，也叫平均结合能．__________越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．(4)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝________．原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝________．核子分开核子数比结合能Δmc2Δmc2答案：A答案：A答案：D思维提升核能的计算方法(1)根据Δ