選修3-5原子結(jié)構(gòu)

1、高中物理選修高中物理選修3-5 第二第二章章章丘一中 馬昌業(yè)物理學(xué)史上著名照片物理學(xué)史上著名照片物質(zhì)結(jié)構(gòu)的早期探究 1、德謨克利特：建立了早期原子論 2、玻意耳：以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立 了元素論 3、道爾頓：提出了原子論 4、阿伏伽德羅：提出了分子假說湯姆孫的實(shí)驗(yàn)2qEmB R證證明明了了射射線線帶帶負(fù)負(fù)電電qvBqEEvB2vqvBmRqvmBREEBB湯姆孫的原子模型（葡湯姆孫的原子模型（葡萄干面包模型）萄干面包模型）原子是一個(gè)球體；正電核原子是一個(gè)球體；正電核均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而電子鑲嵌在原子里面正電子鑲嵌在原子里面正像葡萄干鑲嵌在面包中那像葡萄干鑲嵌在面包中那樣樣

2、電子電子正電荷正電荷盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福從1909年起做了著名的粒子散射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是想證實(shí)湯姆孫原子模型的正確性 。 粒子是什么粒子？ 氦核（兩個(gè)單位正電、質(zhì)量是氫原子質(zhì)量的4倍）盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)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)。 少數(shù) 粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn) 極少數(shù) 粒子(約占八千分之一)發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至超過了90o,也就說幾乎被“撞了回來”。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？盧瑟福 原子模型 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)。正電的體積很小，被稱為原子核。這個(gè)模型被稱為核式結(jié)構(gòu)模型。 電子對(duì) 粒子的作用忽略不計(jì)

3、。 因?yàn)樵雍撕苄?，大部?粒子穿過原子時(shí)離原子核很遠(yuǎn)，受到較小的庫侖斥力，運(yùn)動(dòng)幾乎不改變方向。 極少數(shù) 粒子穿過原子時(shí)離原子核很近，因此受到很強(qiáng)的庫侖斥力，發(fā)生大角度散射。 盧瑟福按照這個(gè)模型，利用經(jīng)典力學(xué)計(jì)算了向各個(gè)方向散射的 粒子比例，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相符。盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)（行星模型）（盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)（行星模型）（1911年）年）原子核的電荷和尺度 原子核的電荷就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù) 一般的原子核，核直徑的數(shù)量級(jí)10-15m，而整個(gè)原子直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m，兩者相差十萬倍之多?？梢娫觾?nèi)部是十分“空曠”的。n盧瑟福的原子核式模型指出了原子核的存盧瑟福的原子核式模型指出了原子核

4、的存在，很好地解釋了在，很好地解釋了粒子散射實(shí)驗(yàn)。但是，粒子散射實(shí)驗(yàn)。但是，經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)典物理學(xué)無法解釋原子的穩(wěn)定性。無法解釋原子的穩(wěn)定性。n按經(jīng)典物理學(xué)電子繞核旋按經(jīng)典物理學(xué)電子繞核旋轉(zhuǎn)，作加速運(yùn)動(dòng)，電子將不轉(zhuǎn)，作加速運(yùn)動(dòng)，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子靠近原子核，最后落入原子核中。但核中。但事實(shí)上原子是個(gè)穩(wěn)事實(shí)上原子是個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)定的系統(tǒng)。 玻爾的原子模型色散光譜色散三種光譜鈉蒸汽發(fā)光鈉蒸汽發(fā)光光譜及光譜分析 每種元素的明線光譜都是不一樣的. 所以利用物質(zhì)產(chǎn)生的明線光譜可鑒定物質(zhì)的成份，這就是

5、光譜分析。能能級(jí)級(jí)玻爾的原子模型 電子軌道量子化 電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)仍然服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律。但軌道不是任意的。21nrn r 10.053nm()r 氫氫 原子能量量子化 電子在不同的軌道，原子具有的能量不同。21/nEEn 113.6eV()E 氫氫nE原原子子能能量量是是由由哪哪些些能能量量組組成成？基基態(tài)態(tài)激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)定定態(tài)態(tài)氫原子 能級(jí)圖-13.6eVn=1n=2-3.4eVn=3-1.51eVn=4-0.85eVn= 0玻爾的原子模型 頻率條件 電子吸收光子時(shí)會(huì)從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道 電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道，放出光子hvEE末末初初吸收光子(單擊)放出光子(單擊)氫原子 能級(jí)圖-13.6eVn=1n=2-3.4eVn=3-1.51eVn=4-0.85eVn= 0原子能量從原子能量從-1.51eV下降到下降到-3.4eV(單擊)原子能量從原子能量從-3.4eV下降到下降到-13.6eV(單擊) 一些氫原子都