2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章交變電流傳感器波粒二象性第2講原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜課件新人教版

1、第2講 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜 必備知識自主排查【知識再現(xiàn)知識再現(xiàn)】一、原子結(jié)構(gòu)一、原子結(jié)構(gòu)1 1. .電子的發(fā)現(xiàn)：電子的發(fā)現(xiàn)：_研究陰極射線時用測定粒子比荷的方法發(fā)現(xiàn)了電子，研究陰極射線時用測定粒子比荷的方法發(fā)現(xiàn)了電子，電子的發(fā)現(xiàn)證明了電子的發(fā)現(xiàn)證明了_是可分的。是可分的。湯姆孫湯姆孫原子原子2 2. .原子的核式結(jié)構(gòu)：原子的核式結(jié)構(gòu)：(1)(1)粒子散射實驗：粒子散射實驗：1909190919111911年，英籍物理學(xué)家年，英籍物理學(xué)家_和他的合作者進行和他的合作者進行了用了用粒子轟擊金箔的實驗并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。粒子轟擊金箔的實驗并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。盧瑟福盧瑟福(2)(2)

2、實驗現(xiàn)象：實驗發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)實驗現(xiàn)象：實驗發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿粒子穿過金箔后，基本上仍沿_的方向的方向前進，但是有少數(shù)前進，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了粒子發(fā)生了_的偏轉(zhuǎn)，有極少數(shù)的偏轉(zhuǎn)，有極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角粒子偏轉(zhuǎn)角_了了9090，有的甚至被原路，有的甚至被原路_。( (如圖所示如圖所示) )(3)(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的核，原子的全部原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的核，原子的全部_及及幾乎全部的幾乎全部的_都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。原來原來較大較大超過超過彈回彈回正電荷正電荷質(zhì)量質(zhì)量【

3、情境轉(zhuǎn)換情境轉(zhuǎn)換】如圖甲是盧瑟福的如圖甲是盧瑟福的粒子散射實驗裝置，圖乙是把顯微鏡放在粒子散射實驗裝置，圖乙是把顯微鏡放在a a、b b、c c、d d四四個位置，在單位時間內(nèi)哪一個位置顯微鏡前面的熒光屏上閃爍次數(shù)較多？個位置，在單位時間內(nèi)哪一個位置顯微鏡前面的熒光屏上閃爍次數(shù)較多？ 提示：提示：a a位置。位置。二、氫原子光譜二、氫原子光譜1 1. .光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的_(_(頻率頻率) )和強度分布的記錄，即光譜。和強度分布的記錄，即光譜。2 2. .光譜分類：光譜分類：波長波長3.3.氫原子光譜

4、的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長氫原子光譜的實驗規(guī)律：巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式公式 (n=3(n=3，4 4，5 5，r r是里德伯常量，是里德伯常量，r=1.10r=1.1010107 7 m m-1-1) )。4.4.光譜分析：利用每種原子都有自己的光譜分析：利用每種原子都有自己的_，可以用光譜來鑒別物質(zhì)和確，可以用光譜來鑒別物質(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。義。_和吸收光譜都對應(yīng)某種元素，都可以用來進行光譜分析。和吸收光譜都對應(yīng)某種

5、元素，都可以用來進行光譜分析。22111r()2n特征譜線特征譜線線狀譜線狀譜三、氫原子的能級、能級公式三、氫原子的能級、能級公式1 1. .玻爾原子模型：玻爾原子模型：(1)(1)定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是不同的能量，即原子的能量是_的。這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為的。這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個定態(tài)中，原子是定態(tài)，在各個定態(tài)中，原子是_的，不向外輻射能量。的，不向外輻射能量。量子化量子化穩(wěn)定穩(wěn)定(2)(2)躍遷假設(shè)：原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀

6、態(tài)躍遷時要躍遷假設(shè)：原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要_或或_一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的_，即，即h=_(mn)h=_(mn)。(3)(3)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動，原軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動，原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子繞核運動的可能軌道是連續(xù)的，因此電子繞核運動的可能軌道是_的。的。吸收吸收放出放出能級差能級差e em m-e-en

7、n不連續(xù)不連續(xù)2 2. .幾個名詞解釋：幾個名詞解釋：(1)(1)能級：在玻爾理論中，原子各個可能狀態(tài)的能級：在玻爾理論中，原子各個可能狀態(tài)的_叫能級，各能級的能量叫能級，各能級的能量是電子動能與電勢能之和，電子的電勢能是負(fù)值，其絕對值是動能的是電子動能與電勢能之和，電子的電勢能是負(fù)值，其絕對值是動能的2 2倍。倍。(2)(2)基態(tài)和激發(fā)態(tài)：原子能量基態(tài)和激發(fā)態(tài)：原子能量_的狀態(tài)叫基態(tài)，其他能量的狀態(tài)叫基態(tài)，其他能量( (相對于基態(tài)相對于基態(tài)) )較高較高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。(3)(3)量子數(shù)：現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為原子的可能狀態(tài)是量子數(shù)：現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為原子的可能狀態(tài)是_的，各狀態(tài)可用正整

8、數(shù)的，各狀態(tài)可用正整數(shù)1 1，2 2，3 3，表示，叫作量子數(shù)，一般用表示，叫作量子數(shù)，一般用n n表示。表示。能量值能量值最低最低不連續(xù)不連續(xù)3.3.氫原子的能量和核外電子的軌道半徑：氫原子的能量和核外電子的軌道半徑：(1)(1)氫原子的能級公式：氫原子的能級公式：e en n=_(n=1=_(n=1，2 2，3 3，)，其中，其中e e1 1為基態(tài)能量，為基態(tài)能量，e e1 1=_=_。(2)(2)氫原子核外電子的軌道半徑公式：氫原子核外電子的軌道半徑公式：r rn n=n=n2 2r r1 1(n=1(n=1，2 2，3 3，)，其中，其中r r1 1為基態(tài)為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，半徑

9、，又稱玻爾半徑，r r1 1=0.53=0.531010-10-10 m m。12en-13.6 ev-13.6 ev4 4. .氫原子能級圖氫原子能級圖( (如圖如圖) )： 能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)；相鄰橫線間的距離表示相鄰的能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)；相鄰橫線間的距離表示相鄰的_差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差_。能級能級越小越小【小題快練小題快練】1 1. .判一判判一判(1)(1)人們認(rèn)識到原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)人們認(rèn)識到原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開始的。電子開始的。(

10、() )(2)(2)原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說是由湯姆孫提出來的。原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說是由湯姆孫提出來的。 ( () )(3)(3)粒子散射實驗中，大部分粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。粒子散射實驗中，大部分粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。( () )(4)(4)原子中絕大部分是空的，原子核很小。原子中絕大部分是空的，原子核很小。( () )(5)(5)氫原子的光譜是由不連續(xù)的亮線組成的。氫原子的光譜是由不連續(xù)的亮線組成的。( () )(6)(6)玻爾理論成功地解釋了氫光譜，也成功地解釋了氦原子的光譜。玻爾理論成功地解釋了氫光譜，也成功地解釋了氦原子的光譜。 ( () )(7)(7)氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷

11、。氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷。( () )提示：提示：(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7)2 2. .練一練練一練(1)(1)下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )a.a.盧瑟福的盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)b.b.玻爾理論成功地解釋了各種原子的發(fā)光現(xiàn)象玻爾理論成功地解釋了各種原子的發(fā)光現(xiàn)象c.c.愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象d.d.赫茲從理論上預(yù)言了電磁波的存在赫茲從理論上預(yù)言了電磁波的存在【解析解析】選選c c。盧瑟福的。盧瑟福的粒子散射實

12、驗揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，粒子散射實驗揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，a a錯誤；錯誤；玻爾理論只是成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象，玻爾理論只是成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象，b b錯誤；愛因斯坦成功地解釋錯誤；愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，了光電效應(yīng)現(xiàn)象，c c正確；麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，正確；麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，d d錯誤。錯誤。(2)(2)以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是以下關(guān)于玻爾原子理論的說法正確的是( () )a.a.電子繞原子核做圓周運動的軌道半徑是任意的電子繞原子核做圓周運動的軌道半徑是任意的b.b.電子在繞原子核做圓周運動時，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射電子

13、在繞原子核做圓周運動時，穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射c.c.電子從量子數(shù)為電子從量子數(shù)為4 4的能級躍遷到量子數(shù)為的能級躍遷到量子數(shù)為6 6的能級時要輻射光子的能級時要輻射光子d.d.不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時，只有某些頻率的光可以被氫原子不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收吸收【解析解析】選選d d。氫原子的軌道是不連續(xù)的，故。氫原子的軌道是不連續(xù)的，故a a錯誤；電子在繞原子核做圓周錯誤；電子在繞原子核做圓周運動時，不會產(chǎn)生電磁輻射，只有躍遷時才會產(chǎn)生電磁輻射，故運動時，不會產(chǎn)生電磁輻射，只有躍遷時才會產(chǎn)生電磁輻射，故b b錯誤；電子錯誤；電子從量子數(shù)為從量子數(shù)為4 4的能級躍遷到量子數(shù)為的能級躍遷到量子數(shù)為6 6的能級時要吸收光子，故的能級時要吸收光子，故c c錯誤；根據(jù)頻錯誤；根據(jù)頻率條件，不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時，只有某些頻率的光可以被率條件，不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時，只有某些頻率的光可以被氫原子吸收，故氫原子吸收，故d d正確。正確。關(guān)鍵能力分層突破因素因素意義意義能級圖中的橫線能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)定態(tài)橫