高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第三章 第1講 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜 新人教版選修35

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1、選考部分選考部分 選修選修3-4考綱下載考綱下載考情上線考情上線原子原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)氫原子光譜氫原子光譜氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式級公式1. 理解玻爾理論對氫原子光譜的解釋，掌理解玻爾理論對氫原子光譜的解釋，掌握氫原子的能級公式并能靈活應(yīng)用，用氫握氫原子的能級公式并能靈活應(yīng)用，用氫原子能級圖求解原子的能級躍遷問題是高原子能級圖求解原子的能級躍遷問題是高考的熱點(diǎn)考的熱點(diǎn)2. 原子核式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，原子核的組成，原子核式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，原子核的組成，放射性、半衰期等仍會是高考命題的重點(diǎn)放射性、半衰期等仍會是高考命題的重點(diǎn)3. 了解放射性同位素的應(yīng)用，了解核力的了解放射性同位素的應(yīng)用，了解

2、核力的特點(diǎn)特點(diǎn)4. 書寫核反應(yīng)方程，能區(qū)分核反應(yīng)的種類書寫核反應(yīng)方程，能區(qū)分核反應(yīng)的種類并根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題在高考中命并根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題在高考中命題率較高題率較高5. 裂變反應(yīng)、聚變反應(yīng)的應(yīng)用，射線的危裂變反應(yīng)、聚變反應(yīng)的應(yīng)用，射線的危害和應(yīng)用等知識與現(xiàn)代科技聯(lián)系密切害和應(yīng)用等知識與現(xiàn)代科技聯(lián)系密切 原子原子核核原子核的組成、放射原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半性、原子核的衰變、半衰期衰期放射性同位素放射性同位素核力、核反應(yīng)方程核力、核反應(yīng)方程結(jié)合能、質(zhì)量虧損結(jié)合能、質(zhì)量虧損裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆裂變反應(yīng)堆射線的危害和防護(hù)射線的危害和防護(hù)第第1講

3、原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜講原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜01主干回顧固基礎(chǔ)知識點(diǎn)1氫原子光譜1. 電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學(xué)家_通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子湯姆孫湯姆孫2. 原子的核式結(jié)構(gòu)(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至_ _，如圖所示被撞被撞了回來了回來 (2)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中有一個很小的核，叫原子核，原子的所有_和幾乎所有_都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn) (3)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級為_ m，原子直徑的數(shù)量級為_ m. (4)原子核的組成：原子核是由_和中子組成的，原子核的

4、電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)正電荷正電荷質(zhì)量質(zhì)量10151010質(zhì)子質(zhì)子3. 氫原子光譜(1)光譜用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的_(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜(2)光譜分類有些光譜是一條條的_，這樣的光譜叫做線狀譜有的光譜是連在一起的_，這樣的光譜叫做連續(xù)譜波長波長亮線亮線光帶光帶 (3)光譜分析 利用每種原子都有自己的_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特征譜線特別提醒氫原子光譜是線狀的、不連續(xù)的，波長只能是分立的值.知識點(diǎn)2氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式1. 玻爾理論(1)定態(tài)：原子只能處于一系列_不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能

5、量狀態(tài)中原子是_穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向外輻射能量 (2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即h_.(h是普朗克常量，h6.631034 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(yùn)動相對應(yīng)原子的定態(tài)是_，因此電子的可能軌道也是_EmEn不連續(xù)的不連續(xù)的不連續(xù)的不連續(xù)的2. 能級原子量子化的_3. 基態(tài)和激發(fā)態(tài)原子能量最低的狀態(tài)叫_，其他能量較高的狀態(tài)叫_能量值能量值基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)4. 氫原子的能級和軌道半徑(1)氫原子的能級公式：En_(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E

6、1_.(2)氫原子的半徑公式：rn_(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010 m.13.6 eVn2r15. 氫原子的能級圖能級圖如圖所示解析：盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，即粒子散射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過90，有的幾乎達(dá)到180，也就是說它們幾乎被“撞了回來”所以能正確反映該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是選項(xiàng)D.答案：D3. 躍遷假設(shè)和光電效應(yīng)右圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光關(guān)于這些光下列

7、說法正確的是()4. 玻爾躍遷假設(shè)如圖所示為氫原子最低的四個能級，當(dāng)一群氫原子處于n4的能級上向低能級躍遷時：光譜和光譜分析名稱名稱線性譜線性譜連續(xù)譜連續(xù)譜帶狀譜帶狀譜吸收譜吸收譜特點(diǎn)特點(diǎn)含有一些不含有一些不連續(xù)的亮線連續(xù)的亮線的光譜的光譜一些連續(xù)分布的一些連續(xù)分布的光線或包含一切光線或包含一切波長的光譜波長的光譜由一系列光由一系列光譜帶組成譜帶組成連續(xù)光譜通過物質(zhì)連續(xù)光譜通過物質(zhì)時在連續(xù)譜背景上時在連續(xù)譜背景上出現(xiàn)一些暗線出現(xiàn)一些暗線產(chǎn)生產(chǎn)生由單原子氣由單原子氣體或金屬蒸體或金屬蒸氣產(chǎn)生氣產(chǎn)生由熾熱的固體、由熾熱的固體、液體、高壓氣體液體、高壓氣體產(chǎn)生產(chǎn)生由分子輻射由分子輻射連續(xù)譜的光連續(xù)譜

8、的光波通過物質(zhì)波通過物質(zhì)樣品時產(chǎn)生樣品時產(chǎn)生實(shí)例實(shí)例霓虹燈、日霓虹燈、日光燈光譜光燈光譜白熾燈、蠟燭的白熾燈、蠟燭的光譜光譜太陽光譜太陽光譜能否光能否光譜分析譜分析能能不能不能不能不能能能02典例突破知規(guī)律考點(diǎn)1氫原子能級圖及原子躍遷深化 考點(diǎn)解讀：1能級圖中相關(guān)量意義的說明相關(guān)量相關(guān)量意義意義能級圖中的橫線能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)定態(tài)橫線左端的數(shù)字橫線左端的數(shù)字“1,2,3” 表示量子數(shù)表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字橫線右端的數(shù)字“13.6，3.4”表示氫原子的能量表示氫原子的能量相鄰橫線間的距離相鄰橫線間的距離表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量表示相

9、鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量差越小，距離越小差越小，距離越小帶箭頭的豎線帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷的條件為躍遷的條件為hEmEn 氫原子的能級圖如圖所示典例透析如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，說法正確的是()A. 這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光波長最短B. 這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n1所發(fā)出的光頻率最小C. 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為9.60 eV

10、D. 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為11.11 eV解題探究(1)如何求出輻射的光譜線條數(shù)？提示：可利用數(shù)學(xué)中的組合知識求解(2)分析能級圖的特點(diǎn)：量子數(shù)越大：_.量子數(shù)越小：_.提示：對應(yīng)的能級差越小對應(yīng)的能級差越大(3)輻射出的光子的波長與光的頻率有什么關(guān)系？提示：成反比(4)如何求光電子的最大初動能？提示：用愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmaxhW.解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項(xiàng)(1)能級之間躍遷時放出的光子頻率是不連續(xù)的(2)能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)光子的頻率由hEmEn求得若求波長可由公式c求得(3)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1) 變式訓(xùn)練 (多選)氫原子的部分能級如圖所示已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知，氫原子()與能級有關(guān)的能量問題的解題步驟(1)分析已知量，根據(jù)庫侖力提供核外電子做圓周運(yùn)動的向心力列圓周運(yùn)動動力學(xué)方程(2)根據(jù)處于某定態(tài)原子的能量等于電子動能與電子電勢能之和列方程，求電勢能(3)原子發(fā)生能級躍遷時能量與吸收或放出光子(或?qū)嵨锪Ｗ?的能量相等，可列方程求光子的頻率或相關(guān)物理量