2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 玻爾理論課件 新人教版.ppt

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第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)玻爾理論 知識梳理 考點(diǎn)自診 一 原子結(jié)構(gòu)1 電子的發(fā)現(xiàn)英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)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) 1 英籍物理學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了 粒子散射實(shí)驗(yàn) 提出了核式結(jié)構(gòu)模型 知識梳理 考點(diǎn)自診 2 粒子散射實(shí)驗(yàn)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(jìn) 但有少數(shù) 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 粒子散射實(shí)驗(yàn)圖象 3 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 原子中帶正電部分的體積很小 但幾乎占有全部質(zhì)量 電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng) 知識梳理 考點(diǎn)自診 二 氫原子光譜 玻爾理論1 光譜 用光柵或棱鏡可以把光按波長展開 獲得光的波長 頻率 和強(qiáng)度分布的記錄 即光譜 2 光譜分類 3 氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 知識梳理 考點(diǎn)自診 4 光譜分析 利用每種原子都有自己的線狀譜線 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 知識梳理 考點(diǎn)自診 三 氫原子的能級結(jié)構(gòu) 能級公式1 定態(tài) 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的 電子雖然繞核運(yùn)動(dòng) 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(shí) 它輻射或吸收一定頻率的光子 光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定 即h Em En h是普朗克常量 h 6 626 10 34J s 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(dòng)相對應(yīng) 原子的定態(tài)是不連續(xù)的 因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的 知識梳理 考點(diǎn)自診 4 氫原子的能級 能級公式 1 氫原子的能級圖 如圖所示 知識梳理 考點(diǎn)自診 2 氫原子的能級和軌道半徑 E1為基態(tài)能量 其數(shù)值為E1 13 6eV 氫原子的軌道半徑公式 rn n2r1 n 1 2 3 其中r1為基態(tài)半徑 又稱玻爾半徑 其數(shù)值為r1 0 53 10 10m 5 電離電離態(tài) n E 0基態(tài) 電離態(tài) E吸 0 13 6eV 13 6eV電離能 n 2 電離態(tài) E吸 0 E2 3 4eV如吸收能量足夠大 克服電離能后 獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能 知識梳理 考點(diǎn)自診 1 在盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)中 有少數(shù) 粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn) 其原因是 A 原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B 正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C 原子中存在著帶負(fù)電的電子D 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 答案 解析 知識梳理 考點(diǎn)自診 2 多選 2017 江蘇南京鼓樓區(qū)期末 右圖為盧瑟福和他的同事們做 粒子散射實(shí)驗(yàn)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(gè)位置時(shí)所觀察到的現(xiàn)象 下述說法正確的是 A 放在A位置時(shí) 相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B 放在B位置時(shí) 相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C 放在C D位置時(shí) 屏上觀察不到閃光D 放在D位置時(shí) 屏上仍能觀察到一些閃光 但次數(shù)極少 答案 解析 知識梳理 考點(diǎn)自診 3 一個(gè)氫原子從n 3能級躍遷到n 2能級 該氫原子 A 放出光子 能量增加B 放出光子 能量減少C 吸收光子 能量增加D 吸收光子 能量減少 答案 解析 知識梳理 考點(diǎn)自診 4 右圖為氫原子的能級示意圖 其中E1為基態(tài) 若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2 氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3 則下列說法正確的是 A 原子A可能輻射出3種頻率的光子B 原子B可能輻射出3種頻率的光子C 原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4D 原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級E4 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 原子的核式結(jié)構(gòu)1 粒子散射實(shí)驗(yàn) 1 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置 2 粒子散射實(shí)驗(yàn)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(jìn) 但少數(shù) 粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn) 極少數(shù) 粒子甚至被 撞了回來 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 1 粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 核外電子不會(huì)使 粒子的速度發(fā)生明顯改變 湯姆孫模型不能解釋 粒子的大角度散射 絕大多數(shù) 粒子沿直線穿過金箔 說明原子中絕大部分是空的 少數(shù) 粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn) 反映了原子內(nèi)部集中存在著對 粒子有斥力的正電荷 極少數(shù) 粒子甚至被 撞了回來 反映了個(gè)別 粒子正對著質(zhì)量比 粒子大得多的物體運(yùn)動(dòng)時(shí) 受到該物體很大的斥力作用 2 核式結(jié)構(gòu)模型的局限性盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋 粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 但不能解釋原子光譜是特征光譜和原子的穩(wěn)定性 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例1 2017 上海理工大附中期中 如圖所示為盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖 圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng) 通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察 粒子在各個(gè)角度的散射情況 下列說法正確的是 A 在圖中的A B兩位置分別進(jìn)行觀察 相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B 在圖中的B位置進(jìn)行觀察 屏上觀察不到任何閃光C 盧瑟福選用不同金屬箔片作為 粒子散射的靶 觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D 粒子發(fā)生散射的主要原因是 粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 即學(xué)即練1 2016 上海卷 盧瑟福通過對 粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析 提出了原子內(nèi)部存在 A 電子B 中子C 質(zhì)子D 原子核 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 2 多選 根據(jù) 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的 粒子散射圖景 圖中實(shí)線表示 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡 其中一個(gè) 粒子在從a運(yùn)動(dòng)到b 再運(yùn)動(dòng)到c的過程中 粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近 下列說法正確的是 A 盧瑟福在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子B 粒子出現(xiàn)較大角偏轉(zhuǎn)的原因是 粒子接近原子核時(shí)受到的庫侖斥力較大C 粒子出現(xiàn)較大角偏轉(zhuǎn)的過程中電勢能先變小后變大D 粒子出現(xiàn)較大角偏轉(zhuǎn)的過程中加速度先變大后變小 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 3 下圖是盧瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙 它發(fā)出的 粒子從鉛盒的小孔射出 形成很細(xì)的一束射線 射到金箔上 最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn) 下列說法正確的是 A 該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B 該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C 粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D 絕大多數(shù)的 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 氫原子的能級及能級躍遷1 定態(tài)間的躍遷 滿足能級差 h Em En2 電離電離態(tài)與電離能電離態(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如吸收能量足夠大 克服電離能后 獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例2 多選 2017 山東東營墾利月考 氫原子能級如圖所示 當(dāng)氫原子從n 3能級躍遷到n 2的能級時(shí) 輻射光的波長為656nm 以下判斷正確的是 A 氫原子從n 2能級躍遷到n 1的能級時(shí) 輻射光的波長大于656nmB 用波長為325nm的光照射 可使氫原子從n 1躍遷到n 2的能級C 一群處于n 3能級上的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D 用波長為633nm的光照射 不能使氫原子從n 2能級躍遷到n 3的能級 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 解答氫原子能級圖和原子躍遷問題的注意事項(xiàng) 1 能級之間發(fā)生躍遷時(shí)放出 吸收 光子的頻率由h Em En決定 波長可由公式c 求得 2 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 利用能級圖求解 在氫原子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 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 即學(xué)即練4 2017 東北師大附中高三質(zhì)檢 如圖所示 氫原子在不同能級間發(fā)生a b c三種躍遷時(shí) 釋放光子的波長分別是 a b c 則下列說法正確的是 A 從n 3能級躍遷到n 1能級時(shí) 釋放光子的波長可表示為 B 從n 3能級躍遷到n 2能級時(shí) 電子的勢能減小 氫原子的能量增加C 若用波長為 c的光照射某金屬時(shí)恰好能發(fā)生光電效應(yīng) 則用波長為 a的光照射該金屬時(shí)也一定能發(fā)生光電效應(yīng)D 用12 09eV的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時(shí) 一個(gè)氫原子可以輻射出三種頻率的光 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 5 多選 2017 山東棗莊模擬 根據(jù)玻爾假設(shè) 若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的能量為0 則量子數(shù)為n的氫原子的能量En E1為基態(tài)的能量 經(jīng)計(jì)算為 13 6eV 現(xiàn)規(guī)定氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量為0 則 A 量子數(shù)n 2時(shí)能級的能量為0 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 6 2016 北京卷 處于n 3能級的大量氫原子 向低能級躍遷時(shí) 輻射光的頻率有 A 1種B 2種C 3種D 4種 答案 解析