1、高三物理高考復習,第15章近代物理,第1講 原子結構,一、湯姆生1897年發(fā)現電子，說明原子具有結構 密立根測定電子電量：e=1.610-19C,二、湯姆生的原子模型（棗糕模型）,三、盧瑟福的粒子散射實驗,1、實驗結果（粒子的散射規(guī)律）,絕大多數粒子不偏轉,少數粒子發(fā)生了較大的偏轉,極少數粒子出現大角度的偏轉,甚至被反彈,問題:偏轉的原因是? 由此得到原子結構是?,2、結論,盧瑟福的核式結構模型（行星模型）,原子的中心有一個帶正電的原子核,它幾乎集中了原子的全部質量,而電子則在核外空間繞核旋轉,原子核直徑的數量級為10-15m,（原子直徑的數量級為10-10m）,原子的核式結構模型與經典電磁理

2、論的矛盾, 原子是不穩(wěn)定的,但實際觀察到的原子是穩(wěn)定的,2、輻射電磁波的頻率等于繞核運動的頻率：,但實際觀察到的原子光譜是明線光譜,1、電子繞核運動, 有加速度, 輻射電磁波, 能量減少、軌道半徑減少, 電子沿螺 旋線軌道落入原子核,半徑減少, 頻率變大, 大量原子的光 譜是連續(xù)光譜,四、玻爾的原子理論,1、軌道的量子化 ：rn=n2r1 其中 r1=0.5310-10 m，n = 1、2、3 叫量子數,2、能量的量子化: 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài),3、躍遷： h = E初 E末,如果 E初 E末,如果 E初 E末,二個概

3、念： 基態(tài)(n = 1 ,離核最近,能量最低,最穩(wěn)定)、 激發(fā)態(tài)(n 1),4、能級圖,放出能量，,形成明線光譜,吸收能量，,形成吸收光譜,氫原子的能級（包括動能和系統(tǒng)的電勢能， 以相距無限遠時的電勢能為零）,E1 = -13.6 eV，E2 = -3.4 eV，E3 = -1.51 eV ,n = 1、2、3 叫量子數,氫原子的能級圖：,0,3.40eV,13. 6eV,1.51 eV,n,E,0.850 eV,0.544 eV,五、電離：從基態(tài)或較低激發(fā)態(tài)躍遷到 n,六、人類對原子結構認識的幾個階段,不可再分實心球模型 1904年湯姆生棗糕模型 1911年盧瑟福行星模型 1913年玻爾原子

4、模型 19271935年電子云模型,三個原子模型的對比,光 譜,光譜,發(fā)射光譜,連續(xù)光譜,明線光譜（原子光譜）,吸收光譜,（1）連續(xù)光譜 產生:熾熱的固體、液體和高壓氣體的 發(fā) 射光譜是連續(xù)光譜。 例如白熾燈絲、燭焰、熾熱的鋼水,一.發(fā)射光譜,（2）明線光譜 產生:稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜 由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，也叫原子光譜 明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線,二、吸收光譜,1、定義：高溫的白光通過低溫物質時，某些波 長的光被物質吸收后產生的光譜 2、各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該 種原子的明線光譜中的明線相對應。,三、光譜分析：,1、光譜分析：由于每一種元素都有自己的特征譜線，

5、因此可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成。這種方法叫做光譜分析。,2、光譜分析的的原理：利用明線光譜和吸收光譜。,3、光譜分析的優(yōu)點：非常靈敏而且迅速。,4、光譜分析的應用：發(fā)現新元素和研究天體的化學組成。,研究太陽大氣層所含元素,太陽光譜,Na原子光譜,太陽光譜是吸收光譜,氫氣,有什么規(guī)律？,五、氫原子光譜 氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單 1、巴耳末系,2、氫原子光譜的其他線系,萊曼系,（在紫外區(qū)）,帕邢系,（在近紅外區(qū)）,布喇開系,（在紅外區(qū)）,普豐德系,（在紅外區(qū)）,3、廣義巴耳末公式：,1(2011天津卷)下列能揭示原子具有核式結構的實驗是() A光電效應實驗B倫琴射線的發(fā)現

6、 C粒子散射實驗 D氫原子光譜的發(fā)現 解析：光電效應實驗說明了光的粒子性，A錯；倫琴射線的發(fā)現說明了原子內部有能級結構，B錯；粒子散射實驗揭示了原子的核式結構，C對；氫原子光譜的發(fā)現說明原子內軌道量子化，D錯 答案：C,2盧瑟福通過粒子散射實驗， 判斷出原子中心有一個很小的核， 并由此提出了原子的核式結構學 說如圖所示的平面示意圖中、 兩條線表示粒子運動的軌跡， 則沿所示方向射向原子核的粒子可能的運動軌跡是() A軌跡a B軌跡b C軌跡c D軌跡d,答案：A,解析：粒子帶正電，因此粒子靠近核時，與核間有斥力，沿方向的粒子比沿方向的粒子離核近，與核的作用強，因此粒子沿方向進入后與核作用向外側散

7、射的偏轉角應該比沿的大，故A正確 答案：A,3已知金屬鉀的逸出功為2.22 eV， 氫原子的能級如圖所示，一群處在 n3能級的氫原子向低能級躍遷時， 能夠從金屬鉀的表面打出光電子的 光波共有() A一種 B兩種 C三種 D四種,解析：要從金屬鉀的表面打出光電子，入射光的能量應大于鉀的逸出功，一群處在n3能級的氫原子向低能級躍遷時，只有3能級向1能級、2能級向1能級躍遷時發(fā)出的光子能量大于鉀的逸出功，因此選B. 答案：B,能級躍遷問題,如圖所示，氫原子從n2 的某一能級躍遷到n2的能級， 輻射出能量為2.55 eV的光子問 (1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多 少電子伏特的能量，才能使它輻 射上述能

8、量的光子？ (2)請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖,解析：(1)氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射光子的頻率應滿足： hEnE22.55 eV EnhE20.85 eV 所以n4 基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應提供： EE4E112.75 eV (2)輻射躍遷圖如圖所示 答案：(1)12.75 eV (2)如圖,解能級躍遷問題的技巧及常用結論 (1)在原子躍遷過程中，原子吸收或輻射能量，原子的能量將發(fā)生變化，核外電子的軌道、動能、電勢能也發(fā)生變化，可類比人造衛(wèi)星的圓周運動模型研究,只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(hEmEn)時，光子才被吸收 入射光子能量大于電離

9、能(hEEn)時，光子一定能被原子吸收并使之電離，剩余能量為自由電子的動能,11：氫原子部分能級的示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如下表所示.,處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內僅有2條，其顏色分別為() A紅、藍靛B黃、綠 C紅、紫 D藍靛、紫,解析：原子發(fā)光時光子的能量等于原子能級差，先分別計算各相鄰的能級差，再由小到大排序結合可見光的光子能量表可知，有兩個能量分別為1.89 eV和2.55 eV的光子屬于可見光并且屬于紅光和藍靛的范圍，故答案為A. 答案：A,題型(56)原子結構、氫原子能級 1(2010上海單科)盧瑟福提出了原子的核式結構模型，這一模型建立的基礎是()

10、 A粒子的散射實驗 B對陰極射線的研究 C天然放射性現象的發(fā)現 D質子的發(fā)現,解析：盧瑟福根據粒子的散射實驗的結果，提出原子的核式結構模型，所以A項正確 答案：A,解析：在光譜中僅能觀測到三條譜線，可知基態(tài)的氫原子被激發(fā)到n3，且h3h2h1，30，選項B正確 答案：B,3(2011上海單科)盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，正確反映實驗結果的示意圖 是(),解析：粒子轟擊金箔后偏轉，越靠近金箔，偏轉的角度越大，所以A、B、C錯誤，D正確 答案：D,4(2011四川卷)氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為2，已知普朗克常量為h，若氫原子

11、從能級k躍遷到能級m，則() A吸收光子的能量為h1h2 B輻射光子的能量為h1h2 C吸收光子的能量為h2h1 D輻射光子的能量為h2h1,解析：氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光，說明能級m高于能級n，而從能級n躍遷到能級k時吸收紫光，說明能級k也比能級n高，而紫光的頻率2大于紅光的頻率1，所以h2h1，因此能級k比能級m高，所以若氫原子從能級k躍遷到能級m，應輻射光子，且光子能量應為h2h1.故選項D正確 答案：D,36,答案：B,37,38,39,40,5、在實際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別物質和物質的組成成分。例如某樣本中一種元素的含量達到10-10g時就可以被檢測到。那么我們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質和物質的組成成分的（ ） A 連續(xù)譜 B 線狀譜 C 特征譜線 D 任意一種光譜,BC,6、下列說法正確的是（ ） A、通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強度無關。 B、通過光柵或棱鏡可以把光按波長展