新步步高高二物理人教選修原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1第一頁，共34頁。學(xué)案(xu n)5章末總結(jié)專題(zhunt)整合 自我(zw)檢測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建第1頁/共33頁第二頁，共34頁。網(wǎng)絡(luò)(wnglu)構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)電子流核式能量(nngling)軌道(gudo)Em-En第2頁/共33頁第三頁，共34頁。一、對粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)(jigu)模型的理解專題(zhunt)整合1實(shí)驗(yàn)結(jié)果(ji gu)：粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)粒子仍沿原來的方向前進(jìn)；少數(shù)粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到180.第3頁/共33頁第四頁，共34頁。2核式結(jié)構(gòu)學(xué)說：在原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷(dinh)和

2、幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)3原子核的組成與尺度(1)原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷(dinh)數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)(2)原子核的大?。簩?shí)驗(yàn)確定的原子核半徑的數(shù)量級為1015 m，而原子的半徑的數(shù)量級是1010 m因而原子內(nèi)部十分“空曠”第4頁/共33頁第五頁，共34頁。例1關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)(shyn)現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是()A絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動，說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使粒子受力平衡的結(jié)果B絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動，說明這些粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是空的第5頁/共33頁第六頁，共34頁。C極少數(shù)粒子發(fā)生大角度(jiod)偏

3、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(jiod)偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對粒子的吸引力很大解析在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動，說明這些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(cuò)，B對；第6頁/共33頁第七頁，共34頁。極少數(shù)粒子(lz)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明會受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小，粒子(lz)偏轉(zhuǎn)而原子核未動，說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于粒子(lz)的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子(lz)的質(zhì)量，粒子(lz)打在電子上，不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故C對，D錯(cuò)答案BC第7

4、頁/共33頁第八頁，共34頁。二、對玻爾原子(yunz)模型及原子(yunz)能級躍遷的理解1玻爾原子模型(mxng)(1)原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中，具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫做定態(tài)，能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)第8頁/共33頁第九頁，共34頁。(2)頻率條件當(dāng)電子從能量(nngling)較高的定態(tài)軌道(Em)躍遷到能量(nngling)較低的定態(tài)軌道(En)時(shí)會放出能量(nngling)為h的光子，則：hEmEn.反之，當(dāng)電子吸收光子時(shí)會從較低的能量(nngling)態(tài)躍遷到較高的能量(nngling)態(tài)，吸收的光子能量(nngling)同樣由頻率條件決定(3)原子的

5、不同能量(nngling)狀態(tài)對應(yīng)電子的不同運(yùn)行軌道第9頁/共33頁第十頁，共34頁。2氫原子能級(nngj)躍遷(1)氫原子的能級(nngj)對于氫原子而言，基態(tài)(j ti)能級：E113.6 eV.(2)氫原子的能級圖氫原子的能級圖如圖1所示圖1第10頁/共33頁第十一頁，共34頁。(1)求電子(dinz)在基態(tài)軌道上運(yùn)動的動能；第11頁/共33頁第十二頁，共34頁。(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫一張能級圖，在圖上用箭頭(jintu)標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出的光譜線第12頁/共33頁第十三頁，共34頁。能發(fā)出(fch)的光譜線分別為32、21、31共3種，能級圖如圖所示第13頁/

6、共33頁第十四頁，共34頁。(3)計(jì)算這幾種光譜線中最短的波長(靜電力常量(chngling)k9109 Nm2/C2，電子電荷量e1019 C，普朗克常量(chngling)h1034 Js，真空中光速c3108 m/s)解析由E3向E1躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率最大，波長最短第14頁/共33頁第十五頁，共34頁。三、原子(yunz)的能級躍遷與電離1能級(nngj)躍遷包括輻射躍遷和吸收躍遷，可表示如下：2當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被處于(chy)基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于(chy)基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動能第

7、15頁/共33頁第十六頁，共34頁。3原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)由于實(shí)物粒子的動能可全部(qunb)或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級躍遷第16頁/共33頁第十七頁，共34頁。例3如圖2所示，A、B、C分別表示三種不同能級躍遷時(shí)放出的光子由圖可以判定()A用波長為600 nm的X射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離B用能量是10.2 eV的光子可以激發(fā)處于(chy)基態(tài)的氫原子C用能量是2.5 eV的光子入射，可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)D用能量是11.0 eV的外來電子，可以使處于(chy)基態(tài)的氫原子激發(fā)圖2

8、第17頁/共33頁第十八頁，共34頁。解析“穩(wěn)定(wndng)的氫原子”指處于基態(tài)的氫原子，要使其電離，光子的能量必須大于或等于13.6 eV，而波長為600 nm的X射線的能量為因EE2E1(3.4) eV(13.6) eV10.2 eV，故10.2 eV的光子可以(ky)使氫原子從基態(tài)躍遷到n2的激發(fā)態(tài)，B正確；第18頁/共33頁第十九頁，共34頁。2.5 eV的光子能量不等于任何其他能級與基態(tài)的能級差，因此不能使氫原子發(fā)生躍遷，C錯(cuò)誤；外來的電子可以(ky)將10.2 eV的能量傳遞給氫原子，使它激發(fā)，外來電子還剩余11.0 eV10.2 eV0.8 eV的能量，D正確答案BD第19頁/

9、共33頁第二十頁，共34頁。針對訓(xùn)練一個(gè)(y )氫原子處于基態(tài)，用光子能量為15 eV的電磁波去照射該原子，問能否使氫原子電離？若能使之電離，則電子被電離后所具有的動能是多大？解析氫原子從基態(tài)n1被完全電離至少需要吸收13.6 eV的能量所以15 eV的光子能使之電離，由能量守恒可知，完全電離后還剩余動能Ek15 eV13.6 eV1.4 eV.答案能1.4 eV第20頁/共33頁第二十一頁，共34頁。1(對核式結(jié)構(gòu)模型的理解)在粒子(lz)散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子(lz)最接近金原子核時(shí)，下列說法正確的是()A動能最小B電勢能最小C粒子(lz)和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D加速度最小123自我(

10、zw)檢測4第21頁/共33頁第二十二頁，共34頁。12 34解析在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子接近金原子核時(shí)，金原子核對粒子的作用力是斥力，對粒子做負(fù)功，電勢能增加，動能減小，當(dāng)粒子離金原子核最近時(shí)，它們之間的庫侖力最大，粒子的動能最小由于受到的金原子核外電子的作用相對較小，與金原子核對粒子的庫侖力相比，可以忽略，因此只有庫侖力做功，所以機(jī)械能和電勢能整體上是守恒的，故系統(tǒng)(xtng)的能量可以認(rèn)為不變綜上所述，正確選項(xiàng)應(yīng)為A.答案A第22頁/共33頁第二十三頁，共34頁。12 32(對氫原子能級躍遷(yuqin)的理解)如圖3所示是玻爾理論中氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子

11、，受激發(fā)的氫原子能自發(fā)地輻射出三種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為()A13.6 eV B12.09 eVC10.2 eV D3.4 eV4圖3第23頁/共33頁第二十四頁，共34頁。123解析受激發(fā)的氫原子能自發(fā)地輻射出三種不同頻率的光，說明激發(fā)的氫原子處于第3能級(nngj)，則照射氫原子的單色光的光子能量為EE3E112.09 eV，故B正確答案B4第24頁/共33頁第二十五頁，共34頁。12 33(原子的能級躍遷和電離(dinl)問題)氫原子能級的示意圖如圖4所示，大量氫原子從n4的能級向 n2 的能級躍遷時(shí)輻射出可見光a，從n3的能級向n2的能級躍遷時(shí)輻射出可見光b，則

12、()4圖4第25頁/共33頁第二十六頁，共34頁。12 3A可見光光子能量范圍在1.62 eV到2.11 eV之間B氫原子從n4的能級向n3的能級躍遷時(shí)會輻射出紫外線Ca光的頻率大于b光的頻率D氫原子在n2的能級可吸收(xshu)任意頻率的光而發(fā)生電離4第26頁/共33頁第二十七頁，共34頁。123解析(ji x)由能級躍遷公式EEmEn得：E1E4E20.85 eV(3.4 eV)2.55 eVE2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 Ev故A錯(cuò)；4E3E4E30.85 eV(1.51 eV)0.66 eV，所以氫原子從n4的能級(nngj)向n3的能級(nngj)躍遷時(shí)能量差對應(yīng)

13、的光子處于紅外線波段，B錯(cuò)；第27頁/共33頁第二十八頁，共34頁。123氫原子在n2的能級時(shí)能量為3.4 eV，所以只有(zhyu)吸收光子能量大于等于3.4 eV時(shí)才能電離，D錯(cuò)答案C4第28頁/共33頁第二十九頁，共34頁。1 234(氫原子的能級躍遷)如圖5所示為氫原子能級的示意圖現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)當(dāng)向低能級躍遷時(shí)將輻射出若干不同頻率的光關(guān)于(guny)這些光，下列說法正確的是()4圖5第29頁/共33頁第三十頁，共34頁。123A最容易表現(xiàn)出衍射(ynsh)現(xiàn)象的光是由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的B頻率最小的光是由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出3種

14、不同頻率的光D用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬箔能發(fā)生光電效應(yīng)4第30頁/共33頁第三十一頁，共34頁。1 23解析在該題中，從n4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的能級差最大，即發(fā)出(fch)的光子能量最大，頻率最大，對應(yīng)波長最小，是最不容易發(fā)生衍射的，A錯(cuò)誤；從n4的激發(fā)態(tài)躍遷到n3的激發(fā)態(tài)的能級差最小，發(fā)出(fch)光子的頻率最小，B錯(cuò)誤；4第31頁/共33頁第三十二頁，共34頁。從n2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，輻射(fsh)出光子的能量EE2E16.34 eV，因而可以使逸出功為6.34 eV的金屬箔發(fā)生光電效應(yīng)，D正確答案D1 2 34第32頁/共33頁第三十三頁，共34頁。NoImage內(nèi)容(nirng