學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學案5章末總結(jié)一、對α粒子散射實驗及核式結(jié)構(gòu)模型的理解1．實驗結(jié)果：α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進；少數(shù)α粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角達到180°。2．核式結(jié)構(gòu)學說：在原子的中心有一個很小的原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運轉(zhuǎn)．3．原子核的組成與尺度(1)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)．（2）原子核的大?。簩嶒灤_定的原子核半徑的數(shù)量級為10－15m，而原子的半徑的數(shù)量級是10－10m．因而原子內(nèi)部十分例1關(guān)于α粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是(）A．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動,說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使α粒子受力平衡的結(jié)果B．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動，說明這些α粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是空的C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比α粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小D．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對α粒子的吸引力很大解析在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動,說明這些α粒子未受到原子核明顯的力的作用,也說明原子核相對原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的,故A錯，B對;極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明會受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)而原子核未動,說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠小于α粒子的質(zhì)量,α粒子打在電子上，不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故C對，D錯．答案BC二、對玻爾原子模型及原子能級躍遷的理解1．玻爾原子模型（1)原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中,具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫做定態(tài)，能量最低的狀態(tài)叫基態(tài),其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)．（2）頻率條件當電子從能量較高的定態(tài)軌道(Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（En）時會放出能量為hν的光子,則：hν＝Em－En。反之，當電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài),吸收的光子能量同樣由頻率條件決定．（3)原子的不同能量狀態(tài)對應電子的不同運行軌道．2．氫原子能級躍遷（1)氫原子的能級原子各能級的關(guān)系為：En＝eq\f（E1,n2)(n為量子數(shù)，n＝1,2，3，…)對于氫原子而言，基態(tài)能級：E1＝－13。6eV。（2）氫原子的能級圖氫原子的能級圖如圖1所示．圖1例2已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為r1＝0.528×10－10m,量子數(shù)為n的能級為En＝eq\f（－13.6,n2)eV.（1)求電子在基態(tài)軌道上運動的動能;(2）有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫一張能級圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出的光譜線．（3)計算這幾種光譜線中最短的波長．(靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，電子電荷量e＝1.6×10－19C,普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,真空中光速c＝3×10解析（1）核外電子繞核做勻速圓周運動，庫侖引力提供向心力,則eq\f（ke2，r\o\al(2，1））＝eq\f（mv2,r1），又知Ek＝eq\f（1,2)mv2，故電子在基態(tài)軌道上運動的動能為：Ek＝eq\f(ke2，2r1)＝eq\f(9×109×（1.6×10－19）2,2×0。528×10－10)J≈2。18×10－18J≈13.6eV。(2）當n＝1時，能級為E1＝eq\f(－13。6，12）eV＝－13.6eV.當n＝2時,能級為E2＝eq\f（－13。6,22)eV＝－3。4eV.當n＝3時，能級為E3＝eq\f(－13。6,32)eV≈－1。51eV.能發(fā)出的光譜線分別為3→2、2→1、3→1共3種，能級圖如圖所示（3）由E3向E1躍遷時發(fā)出的光子頻率最大,波長最短．hν＝E3－E1，又知ν＝eq\f(c,λ），則有λ＝eq\f（hc，E3－E1）＝eq\f(6。63×10－34×3×108，[－1.51－(－13。6）]×1.6×10－19）m≈1.03×10－7m.答案見解析三、原子的能級躍遷與電離1．能級躍遷包括輻射躍遷和吸收躍遷，可表示如下：高能級Emeq\o（，\s\up7（輻射光子hν＝Em－En）,\s\do5（吸收光子hν＝Em－En）)低能級En.2．當光子能量大于或等于13.6eV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。6eV時，氫原子電離后,電子具有一定的初動能．3．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．例3如圖2所示，A、B、C分別表示三種不同能級躍遷時放出的光子．由圖可以判定（）圖2A．用波長為600nm的X射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離B．用能量是10.2eV的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子C．用能量是2.5eV的光子入射，可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)D用能量是11.0eV 的外來電子，可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)解析“穩(wěn)定的氫原子”指處于基態(tài)的氫原子，要使其電離,光子的能量必須大于或等于13.6eV，而波長為600nm的X射線的能量為E＝heq\f(c，λ）＝6.63×10－34×eq\f(3×108，6000×10－10×1.6×10－19）eV≈2.07eV<13.6eV，A錯誤．因ΔE＝E2－E1＝（－3.4）eV－(－13。6)eV＝10。2eV，故10.2eV的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài),B正確;2.5eV的光子能量不等于任何其他能級與基態(tài)的能級差，因此不能使氫原子發(fā)生躍遷，C錯誤;外來的電子可以將10。2eV的能量傳遞給氫原子，使它激發(fā)，外來電子還剩余11。0eV－10。2eV＝0。8eV的能量，D正確．答案BD針對訓練一個氫原子處于基態(tài),用光子能量為15eV的電磁波去照射該原子，問能否使氫原子電離？若能使之電離，則電子被電離后所具有的動能是多大？答案能1。4eV解析氫原子從基態(tài)n＝1被完全電離至少需要吸收13.6eV的能量．所以15eV的光子能使之電離,由能量守恒可知，完全電離后還剩余動能Ek＝15eV－13.6eV＝1。4eV。1．(對核式結(jié)構(gòu)模型的理解)在α粒子散射實驗中,當α粒子最接近金原子核時，下列說法正確的是（）A．動能最小B．電勢能最小C．α粒子和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D．加速度最小答案A解析在α粒子散射實驗中，當α粒子接近金原子核時，金原子核對α粒子的作用力是斥力,對α粒子做負功，電勢能增加,動能減小，當α粒子離金原子核最近時，它們之間的庫侖力最大，α粒子的動能最小．由于受到的金原子核外電子的作用相對較小，與金原子核對α粒子的庫侖力相比，可以忽略，因此只有庫侖力做功，所以機械能和電勢能整體上是守恒的，故系統(tǒng)的能量可以認為不變．綜上所述，正確選項應為A。2．(對氫原子能級躍遷的理解）如圖3所示是玻爾理論中氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子，受激發(fā)的氫原子能自發(fā)地輻射出三種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為(）圖3A．13。6eVB．12.09eVC．10。2eVD．3.4eV答案B解析受激發(fā)的氫原子能自發(fā)地輻射出三種不同頻率的光,說明激發(fā)的氫原子處于第3能級，則照射氫原子的單色光的光子能量為E＝E3－E1＝12.09eV，故B正確．3．(原子的能級躍遷和電離問題）氫原子能級的示意圖如圖4所示，大量氫原子從n＝4的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時輻射出可見光b，則（)圖4A．可見光光子能量范圍在1.62eV到2.11eV之間B．氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時會輻射出紫外線C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率D．氫原子在n＝2的能級可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離答案C解析由能級躍遷公式ΔE＝Em－En得：ΔE1＝E4－E2＝－0。85eV－（－3。4eV)＝2.55eVΔE2＝E3－E2＝－1.51eV－(－3.4eV）＝1.89eV故A錯；據(jù)ΔE＝eq\f(hc,λ)＝hν知，C對；ΔE3＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51eV）＝0。66eV，所以氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時能量差對應的光子處于紅外線波段，B錯；氫原子在n＝2的能級時能量為－3。4eV，所以只有吸收光子能量大于等于3.4eV時才能電離，D錯．4．(氫原子的能級躍遷）如圖5所示為氫原子能級的示意圖．現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)．當向低能級躍遷時將輻射出若干不同頻率的光．關(guān)于這些光,下列說法正確的是()圖5A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6。34eV的金屬箔能發(fā)生光電效應答案D解析在該題中，