第2講原子結(jié)構(gòu)

如圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,已知當(dāng)氫原子吸收能量大于或等于其所在能級(jí)與

n=∞能級(jí)的能級(jí)差時(shí),氫原子將電離,吸收的多余能量將轉(zhuǎn)化為電離的電子的動(dòng)能。相反,

氫原子俘獲電子時(shí),可類似看成電離過程的“相反過程”。試分析:

(1)大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向低能級(jí)躍遷時(shí)可釋放幾種不同頻率的光子?

(2)從n=3躍遷到n=4需要吸收的光子能量是多少?用0.85eV的光子照射n=3的氫原子,

氫原子能躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)嗎?

(3)當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收光子能量發(fā)生電離時(shí),光子能量必須滿足什么條件?當(dāng)處于

基態(tài)的氫原子受到質(zhì)子撞擊時(shí),當(dāng)質(zhì)子動(dòng)能為13.6eV時(shí),氫原子一定會(huì)電離嗎?

(2024·廣東汕頭二模)掃描隧道顯微鏡讓人類對(duì)原子有了直觀的感受,下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的

說法正確的是()

[A]玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說認(rèn)為核外電子可在任意軌道上運(yùn)動(dòng)

[B]α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度散射

[C]原子光譜是線狀譜,不同原子的光譜可能相同

[D]氫原子在激發(fā)態(tài)自發(fā)躍遷時(shí),氫原子能量減少

考點(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)

1.α粒子散射實(shí)驗(yàn)的意義

盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),否定了湯姆孫的原子模型,建立了核式結(jié)構(gòu)模型。

2.原子核的電荷與尺度

[例1]【α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析】1909年,英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手蓋革、馬斯

頓一起進(jìn)行了著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”,實(shí)驗(yàn)中大量的α粒子穿過金箔前后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所

示。盧瑟福通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和研究,于1911年建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。下列描述

正確的是()

[A]絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后,都發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)

[B]少數(shù)α粒子穿過金箔后,基本上沿原來方向前進(jìn)

[C]該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性

[D]通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),估計(jì)出原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10-15m

[例2]【對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的理解】關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型,下列說法正確的是

()

[A]在原子中心有一個(gè)很小的帶負(fù)電的核

[B]原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里

[C]電子在核外不停地繞核運(yùn)動(dòng)

[D]電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由核力提供

聽課筆記

考點(diǎn)二玻爾理論與能級(jí)躍遷氫原子光譜

1.兩類能級(jí)躍遷

(1)自發(fā)躍遷:高能級(jí)(m)低能級(jí)(n)→放出能量,發(fā)射光子,hν=Em-En。

(2)受激躍遷:低能級(jí)(n)高能級(jí)(m)→吸收能量。

①光照(吸收光子):光子的能量必須恰好等于能級(jí)差,hν=Em-En。

②碰撞、加熱等:只要入射粒子的能量大于或等于能級(jí)差即可,E外≥Em-En。

③大于電離能的光子被吸收,原子將電離。

2.電離

電離態(tài):n=∞,E=0。

基態(tài)→電離態(tài):E吸=0-(-13.6eV)=13.6eV。

激發(fā)態(tài)→電離態(tài):E吸>0-En=|En|。

若吸收能量足夠大,克服電離能后,獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。

3.原子輻射光譜線數(shù)量的確定方法

(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n-1)。

(-)

(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N==。

2??1

?2

[例3]【對(duì)玻爾理論的理解】如圖所示為氫原C子的電子軌道示意圖,根據(jù)玻爾原子理論,下列

說法正確的是()

[A]能級(jí)越高,氫原子越穩(wěn)定

[B]能級(jí)越高,電子動(dòng)能越大

[C]電子的軌道可能是一些連續(xù)的數(shù)值

[D]從n=2躍遷到n=1比從n=3躍遷到n=2輻射出的光子動(dòng)量大

[例4]【能級(jí)躍遷與光子種類數(shù)的確定】(2024·安徽卷,1)大連相干光源是我國第一臺(tái)高增

益自由電子激光用戶裝置,其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特

征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖,已知紫外光的光子能量大于3.11eV,當(dāng)大量處于n=3能級(jí)的氫

原子向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射不同頻率的紫外光有()

[A]1種[B]2種[C]3種[D]4種

[變式]在[例4]中一個(gè)n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多輻射幾種不同頻率的電磁波?

[例5]【能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)的綜合】(多選)一群處于第4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷過

程中能發(fā)出6種不同頻率的光,將這些不同頻率的光分別照射到圖甲所示電路中光電管的陰

極K上只能測(cè)得2條電流隨電壓變化的圖像,如圖乙所示。已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示,

則下列推斷正確的是()

[A]圖乙中的a光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的

[B]圖乙中的b光光子能