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,章末整合,高中物理选修3-5粤教版,原子结构,电子的发现,汤姆生的发现：研究阴极射线的带电性质及荷质比，发现了电子,电子发现的意义：原子可以再分,原子模型,原子模型,汤姆生“葡萄干布丁”模型：正电荷均匀分布在整个球内，电子像布丁中的葡萄干一样镶嵌在球中,卢瑟福的核式模型,粒子散射实验,装置：放射源、金箔、荧光屏、显微镜,现象,绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向运动 少数粒子发生了大角度偏转 极少数偏转角度超过90，个别甚至达到180,作用,否定了汤姆生的“葡萄干布丁”模型 提出了原子的核式结构模型 估算了原子核的大小,原子模型,卢瑟福的核式模型,内容：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的质量都集 中在原子核内，带负电的电子在核外空间运动,玻尔理论,氢光谱：,玻尔理论假设,定态假设 轨道量子化假设 跃迁假设：,原子光谱,发射光谱,连续光谱：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱 明线光谱：也叫原子光谱，由稀薄气体或金属蒸气发射产生,吸收光谱：高温物体发出的光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱,一、对粒子散射实验及核式结构模型的理解 1粒子散射实验结果：粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来” 2核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转,【例1】 (双选)关于粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是 ( ) A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内 均匀分布，是粒子受力平衡的结果 B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到 明显的力的作用，说明原子是“中空”的 C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电 荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小 D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对 粒子的吸引力很大,答案 BC 解析 在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故C对，D错,二、对玻尔原子结构的理解 1氢原子的能级 对氢原子而言，核外的一个电子绕核远行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同 对于氢原子而言，基态能级：E113.6 eV,2氢原子的能级图 氢原子的能级图如图1所示 图1,【例2】 图2为氢原子最低的四个能级氢原子在这些能级之间跃迁，所辐射的光子频率最多有几种？其中最小频率等于多少？ 图2,答案 6 1.61014 Hz 解析 根据谱线种数公式，频率种数最多为,针对训练1 (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的过程中 ( ) A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大 答案 D,三、原子的能级跃迁与电离 1能级跃迁包括辐射跃迁和吸收跃迁，可表示如下： 2当光子能量大于或等于13.6 eV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13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能,3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(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁,【例3】 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 (1)若要使n2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200 nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，电子质量me9.11031 kg) 答案 (1)8.211014 Hz (2)9.95105 m/s,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，E0. 所以，要使处于n2激发态的原子电离，电离能为 EEE23.4 eV,针对训练2 一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后所具有的动能是多大？ 答案 能 1.4 eV 解析 氢原子从基态n1处被完全电离至少吸收13.6 eV的能量所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可知，完全电离后还剩余动能Ek15 eV13.6 eV1.4 eV.,
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