（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習 第十六章 近代物理初步 第37講 原子結(jié)構(gòu)課件.ppt

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1、第37講原子結(jié)構(gòu),考點一,考點二,原子的核式結(jié)構(gòu)模型 核心知識整合 1.英國物理學(xué)家在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子,提出了原子的“棗糕模型”。 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (1)粒子散射實驗的結(jié)果:絕大多數(shù)粒子穿過金箔后,基本上仍沿原來的方向前進,但有粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90,也就是說它們幾乎被“撞了回來”,如圖所示。 (2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型:原子中帶正電部分的體積很小,原子半徑的數(shù)量級是,而原子核半徑的數(shù)量級是10-15 m,但幾乎占有全部質(zhì)量,電子在正電體的外面運動。,湯姆孫,少數(shù),10-10 m,考點一,考點二,關(guān)鍵能力提升 命題點一電子的發(fā)現(xiàn) 【例1】 下面是歷史上的幾個

2、著名實驗的裝置圖,其中發(fā)現(xiàn)電子的裝置是(),答案,解析,考點一,考點二,命題點二原子核式結(jié)構(gòu) 【例2】 (多選)下圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗裝置的示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時觀察到的現(xiàn)象,下述說法正確的是 () A.放在A位置時,相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B.放在B位置時,相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時稍少些 C.放在C、D位置時,屏上觀察不到閃光 D.放在D位置時,屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少,答案,解析,考點一,考點二,【例3】 在盧瑟福粒子散射實驗中,金箔中的原子核可以看作靜止不動,下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)

3、歷金箔散射過程的徑跡,其中正確的是(),答案,解析,考點一,考點二,方法技巧1.由于電子質(zhì)量遠小于粒子質(zhì)量,所以電子不可能使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。 2.使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的只能是原子中帶正電的部分。按照湯姆孫原子模型,正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的,粒子穿過原子時,它受到的各方向正電荷的斥力基本上會相互平衡,因而也不可能使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),更不能使粒子反向彈回,這與粒子的散射實驗現(xiàn)象相矛盾。 3.實驗現(xiàn)象表明原子絕大部分是空的,原子的幾乎全部質(zhì)量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上,否則,粒子大角度散射是不可能的。,考點一,考點二,玻爾模型 核心知識整合 一、光譜分析 利用每種原子都有自

4、己的可以用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分,且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義。,特征譜線,考點一,考點二,二、玻爾理論 1.定態(tài):原子只能處于一系列的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運動,但并不向外輻射能量。 2.躍遷:電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時,會放出能量為h的光子,這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定,即h=。(h是普朗克常量,h=6.6310-34 Js) 3.軌道:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是,因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。,不連續(xù),Em-En,不連續(xù)的,考點一,考點二,三、能級

5、公式 En= E1(n=1,2,3,),其中E1為基態(tài)能量,其數(shù)值為E1= eV (以氫原子為例)。 四、氫原子的能級圖,-13.6,考點一,考點二,能級圖中相關(guān)物理量意義的說明,考點一,考點二,關(guān)鍵能力提升 命題點一由高能級向低能級躍遷 【例4】 根據(jù)玻爾理論,氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時() A.放出光子,電子的動能減小 B.放出光子,電子的動能增大 C.吸收光子,電子的動能減小 D.吸收光子,電子的動能增大 易錯提醒電子由高能級向低能級躍遷時,放出光子,電勢能減小,動能增加,總能量減小,即電勢能的減小量比動能的增加量數(shù)值大;電子由低能級向高能級躍遷時,吸收能量,電勢能增大,動

6、能減小,總能量增加,即電勢能的增加量比動能的減小量數(shù)值大。,答案,解析,考點一,考點二,【例5】 氫原子的能級圖如圖所示,一群氫原子處于n=4的能級狀態(tài)。關(guān)于這群氫原子,下列說法中正確的是() A.這群氫原子向低能級躍遷時最多能輻射出4種頻率的光 B.由n=4能級向基態(tài)躍遷時輻射光的波長最短 C.處于n=4能級的氫原子電離至少需要12.75 eV的能量 D.從n=4能級躍遷到n=3能級釋放光子的能量大于從n=3能級躍遷到n=2能級釋放光子的能量,答案,解析,考點一,考點二,方法技巧一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法 (1)用數(shù)學(xué)中的組合知識求解: (2)利用能級圖求解:在氫原子

7、能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出,然后相加。 易錯警示讀題時要注意是“一個”電子,還是“一群”電子。若“一個”氫原子處于n=4的能級狀態(tài),最多能輻射出3種顏色的光,即n=4n=3,n=3n=2,n=2n=1。,考點一,考點二,命題點二由低能級向高能級躍遷 【例6】 (多選)(2018浙江湖州期末)如圖為氫原子能級圖,用波長為1的a光照射一群處于基態(tài)的氫原子,發(fā)出3種頻率的光;用波長為2的b光照射一群處于基態(tài)的氫原子,能發(fā)出6種頻率的光。則() A.a光的波長1小于b光的波長2 B.a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子能發(fā)出9種頻率的光 C.a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中,

8、波長最短的是2 D.a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中,光子能量差最大值為12.09 eV,答案,解析,考點一,考點二,【例7】 (多選)氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的離子,其能級示意圖如圖所示,當分別用能量均為50 eV的電子和光子作用于處在基態(tài)的氦離子時() A.當用能量為50 eV光子作用于處在基態(tài)的氦離子時可能輻射能量為40.8 eV的光子 B.當用能量為50 eV光子作用于處在基態(tài)的氦離子時一定不能輻射能量為40.8 eV的光子 C.當用能量為50 eV電子作用于處在基態(tài)的氦離子時可能輻射能量為40.8 eV的光子 D.當用能量為50 eV電子作用于處在基態(tài)的

9、氦離子時一定不能輻射能量為40.8 eV的光子,答案,解析,考點一,考點二,方法技巧1.當光子能量大于或等于13.6 eV時,也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收,使氫原子電離。當處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時,氫原子電離后,電子具有一定的初動能。 2.原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實物粒子的動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兩能級的能量差(E=Em-En),均可使原子發(fā)生能級躍遷。,1,2,3,4,5,1.(多選)關(guān)于盧瑟福研究粒子轟擊金箔的實驗,下列說法中正確的是() A.按照湯姆孫模型,粒子轟擊金箔時不可能發(fā)生大角度的偏

10、轉(zhuǎn),因而盧瑟福否定了湯姆孫的“棗糕模型”,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B.絕大多數(shù)粒子穿過金箔運動方向不變,說明原子所帶正電荷是均勻分布的 C.粒子轟擊金箔實驗現(xiàn)象說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 D.盧瑟福利用經(jīng)典力學(xué)計算出向各方向散射的粒子的比例,答案,解析,1,2,3,4,5,2.(多選)以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是() A.電子繞原子核做圓周運動的軌道半徑不是任意的 B.電子在繞原子核做圓周運動時,穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射 C.電子從量子數(shù)為2的能級躍遷到量子數(shù)為3的能級時要輻射光子 D.不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時,只有某些頻率的光可以被氫原子吸收,答案,解析,

11、1,2,3,4,5,3.(多選)(2017浙江紹興一中期末)氫原子能級圖如圖所示,a、b、c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑,設(shè)在a、b、c躍遷過程中,放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和a、b、c,若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則() A.a=b+c,C.Eb=Ea+Ec D.c光也能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),答案,解析,1,2,3,4,5,4.(多選)已知氫原子的基態(tài)能量為E1,n=2、3能級所對應(yīng)的能量分別為E2和E3,大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷放出若干頻率的光子,依據(jù)玻爾理論,下列說法正確的是() A.產(chǎn)生的光子的最大頻率為 B.當氫原子從能級n=2躍遷到n=1

12、時,對應(yīng)的電子的軌道半徑變小,能量也變小 C.若氫原子從能級n=2躍遷到n=1時放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則當氫原子從能級n=3躍遷到n=1時放出的光子照到該金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為E3-E2 D.若要使處于能級n=3的氫原子電離,可以采用兩種方法:一是用能量為-E3的電子撞擊氫原子,二是用能量為-E3的光子照射氫原子,答案,解析,1,2,3,4,5,5.(多選)氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4 eV,氦離子的能級示意圖如圖所示。在具有下列能量的粒子中,能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是() A.54.4 eV(光子)B.42.4 eV(光子) C.48.4 eV(光子)D.41.8 eV(電子),答案,解析,