【物理】高中物理第三章原子結(jié)構(gòu)之謎章末整合提升教學(xué)案粵教版選修

1、第三章 原子結(jié)構(gòu)之謎章末整合提升一、對 粒子散射試驗及核式結(jié)構(gòu)模型的懂得1 粒子散射試驗結(jié)果 粒子穿過金箔后，絕大多數(shù) 粒子仍沿原先的方向前進(jìn)，但有少數(shù) 粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，也就是說它們幾乎被“撞了回來” 2核式結(jié)構(gòu)學(xué)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)【例 1】 多項 關(guān)于 粒子散射試驗現(xiàn)象的分析，以下說法正確選項 a絕大多數(shù) 粒子沿原方向運動，說明正電荷在原子內(nèi)勻稱分布，是 粒子受力平穩(wěn)的結(jié)果b. 絕大多數(shù) 粒子沿原方向運動，說明這些 粒子未受到明顯的力的作用，說明原子是“中空”的c. 極少數(shù) 粒子發(fā)

2、生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比 粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小d. 極少數(shù) 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對 粒子的吸引力很大4 / 4答案bc解析在 粒子散射試驗中，絕大多數(shù) 粒子沿原方向運動，說明 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)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明受到金原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小，粒子偏轉(zhuǎn)， 而金原子核未動， 說明金原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于 粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于 粒子， 粒子打在電子上，粒子不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故c對， d 錯 二、對玻爾原子結(jié)構(gòu)的懂得1氫原子的能

3、級對氫原子而言，核外的一個電子繞核遠(yuǎn)行時，如半徑不同，就對應(yīng)的原子能量也不同e1原子各能級的關(guān)系為en n2 n1,2,3 對于氫原子而言，基態(tài)能級：e1 13.6 ev 2氫原子的能級圖氫原子的能級圖如圖1 所示圖 1【例 2】 圖 2 為氫原子最低的四個能級氫原子在這些能級之間躍遷，所輻射的光子頻率最多有幾種？其中最小頻率等于多少？圖 214答案61.6 10hz解析依據(jù)譜線種數(shù)公式，頻率種數(shù)最多為nn1n244 12 6.e4 e3從 能 級e4 躍 遷 到 e3 ， 輻 射 的 光 子 能 量 最 小 ， 頻 率 最 低 ， 且 為min h 0.85 1.51 1.6 10 196.

4、63 10 34hz141.6 10hz.針對訓(xùn)練 1氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中 a原子要吸取光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大 b原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小 c原子要吸取光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小 d原子要吸取光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大答案d解析依據(jù)玻爾理論， 氫原子核外電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運動能量較大，必需吸取肯定能量的光子后， 電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，故 b錯； 氫原子核外電子繞核做圓周運動，由原子核對電子的庫侖力供應(yīng)向心力，e2v2rr即： k 2 m ，212e12又 ek m

5、v 就 k mv，2ke22r2即 ek 2r . 由此式可知： 電子離核越遠(yuǎn)， r 越大時， 電子的動能越小， 故 a、c 錯； r 變大時， 庫侖力對核外電子做負(fù)功，因此電勢能增大，就d正確三、原子的能級躍遷與電離1. 能級躍遷的兩種方式(1) 輻射和吸取光子發(fā)生躍遷，可表示如下：放出光子 h em en高能級 em吸取光子 h em en低能級 en(2) 吸取外來實物粒子 例如自由電子 的能量而發(fā)生躍遷由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸取，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， mn ，均可使原子發(fā)生能級躍遷2. 電離的兩種方式(1) 吸取光子能量發(fā)生電離

6、當(dāng)光子能量大于或等于13.6 ev時，可以被處于基態(tài)的氫原子吸取， 使氫原子電離； 當(dāng)光子能量大于 13.6 ev 時，氫原子電離后， 電子具有肯定的初動能(2) 與實物粒子撞擊發(fā)生電離由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸取，所以只要入射粒子的能量大于或等于氫原子所處的能級的能量，均可使原子發(fā)生電離【例 3】 將氫原子電離，就是從外部給電子能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子(1) 如要使 n 2 激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照耀該氫原子？(2) 如用波長為 200 nm 的紫外線照耀氫原子，就電子飛到離核無窮遠(yuǎn)處時的速度多大？ 電子電荷量e1.6 10 1

7、9c，普朗克常量h6.63 10 34js，電子質(zhì)量me9.1 10 31kg145答案18.21 10hz29.95 10m/s13.6解析1 n 2 時， e2 22ev 3.4 ev所謂電離，就是使處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子的核外電子躍遷到n的軌道， n時， e0.所以，要使處于 n2 激發(fā)態(tài)的原子電離，電離能為e e e2 3.4 ev e3.4 1.6 10 1914 h 6.63 10 34hz 8.21 10hz2 波長為 200 nm 的紫外線一個光子所具有的能量343108 19e0h 6.63 10 20010 9 j 9.945 10j1919電離能 e3.4 1.6 10j 5.44 10j12由能量守恒 h e 2mv代入數(shù)值解得v9.95 10 5 m/s針對訓(xùn)練 2一個氫原子處于基態(tài)，用光子能量為15 ev 的電磁波去照耀該原子，問能否使氫原子電離？如能使之電離，就電子被