2019高考物理一轮复习 第十二章 近代物理 第2节 原子结构 玻尔理论课件 新人教版.ppt

第2节原子结构玻尔理论 知识梳理 考点自诊 一 原子结构1 电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子 提出了原子的 枣糕模型 2 原子的核式结构 1 英籍物理学家卢瑟福进行了 粒子散射实验 提出了核式结构模型 知识梳理 考点自诊 2 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 但有少数 粒子发生了大角度偏转 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 粒子散射实验图象 3 原子的核式结构模型 原子中带正电部分的体积很小 但几乎占有全部质量 电子在正电体的外面运动 知识梳理 考点自诊 二 氢原子光谱 玻尔理论1 光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开 获得光的波长 频率 和强度分布的记录 即光谱 2 光谱分类 3 氢原子光谱的实验规律 知识梳理 考点自诊 4 光谱分析 利用每种原子都有自己的线状谱线 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 知识梳理 考点自诊 三 氢原子的能级结构 能级公式1 定态 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 在这些能量状态中原子是稳定的 电子虽然绕核运动 但并不向外辐射能量 2 跃迁 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h Em En h是普朗克常量 h 6 626 10 34J s 3 轨道 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不连续的 知识梳理 考点自诊 4 氢原子的能级 能级公式 1 氢原子的能级图 如图所示 知识梳理 考点自诊 2 氢原子的能级和轨道半径 E1为基态能量 其数值为E1 13 6eV 氢原子的轨道半径公式 rn n2r1 n 1 2 3 其中r1为基态半径 又称玻尔半径 其数值为r1 0 53 10 10m 5 电离电离态 n E 0基态 电离态 E吸 0 13 6eV 13 6eV电离能 n 2 电离态 E吸 0 E2 3 4eV如吸收能量足够大 克服电离能后 获得自由的电子还携带动能 知识梳理 考点自诊 1 在卢瑟福 粒子散射实验中 有少数 粒子发生了大角度偏转 其原因是 A 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B 正电荷在原子内是均匀分布的C 原子中存在着带负电的电子D 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 答案 解析 知识梳理 考点自诊 2 多选 2017 江苏南京鼓楼区期末 右图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 D四个位置时所观察到的现象 下述说法正确的是 A 放在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多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 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 答案 解析 知识梳理 考点自诊 3 一个氢原子从n 3能级跃迁到n 2能级 该氢原子 A 放出光子 能量增加B 放出光子 能量减少C 吸收光子 能量增加D 吸收光子 能量减少 答案 解析 知识梳理 考点自诊 4 右图为氢原子的能级示意图 其中E1为基态 若氢原子A处于激发态E2 氢原子B处于激发态E3 则下列说法正确的是 A 原子A可能辐射出3种频率的光子B 原子B可能辐射出3种频率的光子C 原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D 原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 答案 解析 命题点一 命题点二 原子的核式结构1 粒子散射实验 1 粒子散射实验装置 2 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 但少数 粒子穿过金箔后发生了大角度偏转 极少数 粒子甚至被 撞了回来 命题点一 命题点二 2 原子的核式结构模型 1 粒子散射实验结果分析 核外电子不会使 粒子的速度发生明显改变 汤姆孙模型不能解释 粒子的大角度散射 绝大多数 粒子沿直线穿过金箔 说明原子中绝大部分是空的 少数 粒子发生较大角度偏转 反映了原子内部集中存在着对 粒子有斥力的正电荷 极少数 粒子甚至被 撞了回来 反映了个别 粒子正对着质量比 粒子大得多的物体运动时 受到该物体很大的斥力作用 2 核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释 粒子散射实验现象 但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性 命题点一 命题点二 例1 2017 上海理工大附中期中 如图所示为卢瑟福 粒子散射实验装置的示意图 图中的显微镜可在圆周轨道上转动 通过显微镜前相连的荧光屏可观察 粒子在各个角度的散射情况 下列说法正确的是 A 在图中的A B两位置分别进行观察 相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B 在图中的B位置进行观察 屏上观察不到任何闪光C 卢瑟福选用不同金属箔片作为 粒子散射的靶 观察到的实验结果基本相似D 粒子发生散射的主要原因是 粒子撞击到金原子后产生的反弹 答案 解析 命题点一 命题点二 即学即练1 2016 上海卷 卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析 提出了原子内部存在 A 电子B 中子C 质子D 原子核 答案 解析 命题点一 命题点二 2 多选 根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 如图所示为原子核式结构模型的 粒子散射图景 图中实线表示 粒子运动轨迹 其中一个 粒子在从a运动到b 再运动到c的过程中 粒子在b点时距原子核最近 下列说法正确的是 A 卢瑟福在 粒子散射实验中发现了电子B 粒子出现较大角偏转的原因是 粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大C 粒子出现较大角偏转的过程中电势能先变小后变大D 粒子出现较大角偏转的过程中加速度先变大后变小 答案 解析 命题点一 命题点二 3 下图是卢瑟福的 粒子散射实验装置示意图 在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋 它发出的 粒子从铅盒的小孔射出 形成很细的一束射线 射到金箔上 最后打在荧光屏上产生闪烁的光点 下列说法正确的是 A 该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B 该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D 绝大多数的 粒子发生大角度偏转 答案 解析 命题点一 命题点二 氢原子的能级及能级跃迁1 定态间的跃迁 满足能级差 h Em En2 电离电离态与电离能电离态 n E 0基态 电离态 E吸 0 13 6eV 13 6eV 激发态 电离态 E吸 0 En En如吸收能量足够大 克服电离能后 获得自由的电子还携带动能 命题点一 命题点二 例2 多选 2017 山东东营垦利月考 氢原子能级如图所示 当氢原子从n 3能级跃迁到n 2的能级时 辐射光的波长为656nm 以下判断正确的是 A 氢原子从n 2能级跃迁到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能级跃迁到n 3的能级 答案 解析 命题点一 命题点二 解答氢原子能级图和原子跃迁问题的注意事项 1 能级之间发生跃迁时放出 吸收 光子的频率由h Em En决定 波长可由公式c 求得 2 一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法 利用能级图求解 在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出 然后相加 命题点一 命题点二 即学即练4 2017 东北师大附中高三质检 如图所示 氢原子在不同能级间发生a b c三种跃迁时 释放光子的波长分别是 a b c 则下列说法正确的是 A 从n 3能级跃迁到n 1能级时 释放光子的波长可表示为 B 从n 3能级跃迁到n 2能级时 电子的势能减小 氢原子的能量增加C 若用波长为 c的光照射某金属时恰好能发生光电效应 则用波长为 a的光照射该金属时也一定能发生光电效应D 用12 09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时 一个氢原子可以辐射出三种频率的光 答案 解析 命题点一 命题点二 5 多选 2017 山东枣庄模拟 根据玻尔假设 若规定无穷远处的能量为0 则量子数为n的氢原子的能量En E1为基态的能量 经计算为 13 6eV 现规定氢原子处于基态时的能量为0 则 A 量子数n 2时能级的能量为0 答案 解析 命题点一 命题点二 6 2016 北京卷 处于n 3能级的大量氢原子 向低能级跃迁时 辐射光的频率有 A 1种B 2种C 3种D 4种 答案 解析