氫原子光譜和波爾的原子模型-(課件)-人教版(2019)高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性3原子的核式結(jié)構(gòu)模型選修第三冊(cè)

人教版第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性3原子的核式結(jié)構(gòu)模型選修第三冊(cè)1學(xué)習(xí)目標(biāo)知道陰極射線的組成，體會(huì)電子發(fā)現(xiàn)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法，知道電荷是量子化的.01了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.02知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)，知道原子核的電荷數(shù)．03學(xué)習(xí)目標(biāo)知道陰極射線的組成，體會(huì)電子發(fā)現(xiàn)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方2知識(shí)梳理一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線：陰極發(fā)出的一種射線．它能使對(duì)著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光．2．湯姆孫的探究根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電(填“正電”或“負(fù)電”)的粒子流，并求出了這種粒子的比荷．組成陰極射線的粒子被稱為電子．知識(shí)梳理一、電子的發(fā)現(xiàn)33．對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)(1)對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)——兩種觀點(diǎn)①電磁波說，代表人物——赫茲，他認(rèn)為這種射線是一種電磁輻射．②粒子說，代表人物——湯姆孫，他認(rèn)為這種射線是一種帶電粒子流．(2)陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法3．對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)4①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置的變化和電場(chǎng)的情況確定陰極射線的帶電性質(zhì)．②方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場(chǎng)，根據(jù)熒光屏上亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定陰極射線的帶電性質(zhì)．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電．①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)54．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”做出的．目前公認(rèn)的電子電荷的值為e＝1.6×10－19_C(保留兩位有效數(shù)字)．4．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴6

5．帶電粒子比荷的測(cè)定圖1

5．帶電粒子比荷的測(cè)定圖17

帶電粒子比荷的測(cè)定圖2

帶電粒子比荷的測(cè)定圖286．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍．7．電子的質(zhì)量me＝9.1×10－31kg(保留兩位有效數(shù)字)，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為＝1_836.8．電子發(fā)現(xiàn)的意義(1)電子發(fā)現(xiàn)以前人們認(rèn)為物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子是不可再分的最小微粒．(2)現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)了各種物質(zhì)里都有電子，而且電子是原子的組成部分．(3)電子帶負(fù)電，而原子是電中性的，說明原子是可再分的．6．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍．9二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，如圖1.圖1二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型圖1102．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、顯微鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中．(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)；②少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)；偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，它們幾乎被“撞了回來”．(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型．2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：113．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析(1)核外電子不會(huì)使α粒子的速度發(fā)生明顯改變．(2)少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中的某個(gè)地方受到了質(zhì)量比它本身大得多的物質(zhì)的作用．湯姆孫的原子模型不能解釋?duì)亮Ｗ拥拇蠼嵌壬⑸洌?．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析12(3)絕大多數(shù)α粒子在穿過厚厚的金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的，原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在體積很小的核內(nèi)．4．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)．5．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．(3)絕大多數(shù)α粒子在穿過厚厚的金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒有明顯變13三、原子核的電荷與尺度1．原子核的電荷數(shù)：各種元素的原子核的電荷數(shù)，即原子內(nèi)的電子數(shù)，非常接近它們的原子序數(shù)，這說明元素周期表中的各種元素是按原子中的電子數(shù)來排列的．2．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)．3．原子核的大?。河煤税霃矫枋龊说拇笮。话愕脑雍耍瑢?shí)驗(yàn)確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，兩者相差十萬倍之多．三、原子核的電荷與尺度141.（2021·徐匯一模）陰極射線（

）A.

就是射線

B.

沒有質(zhì)量

C.

在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D.

需要介質(zhì)才能傳播例題1.（2021·徐匯一模）陰極射線（

）15【答案】C【考點(diǎn)】玻爾原子理論【解析】【解答】A．陰極射線和射線都是電子流，但β射線中的電子來自于原子核內(nèi)中子的β衰變，而陰極射線中的電子來源于原子核外電子的電離，故二者是有區(qū)別的，A不符合題意；B．電子具有質(zhì)量，B不符合題意；C．電子帶負(fù)電，在磁場(chǎng)中因受洛倫茲力會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C符合題意；D．電子流在真空中也可傳播，D不符合題意。故答案為：C。參考答案【答案】C參考答案162.（2019高二下·廣州期末）如圖，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中兩點(diǎn)距金原子核的距離相等（

）例題2.（2019高二下·廣州期末）如圖，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，17A.

盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論B.

大多數(shù)粒子擊中金箔后幾乎沿原方向返回C.

從經(jīng)過運(yùn)動(dòng)到的過程中粒子的電勢(shì)能先減小后增大D.

粒子經(jīng)過兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等A.

盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論18【答案】D【考點(diǎn)】原子的核式結(jié)構(gòu)【解析】【解答】A.盧瑟福通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，普朗克根據(jù)黑體輻射的規(guī)律第一次提出了能量量子化理論，A不符合題意；B.根據(jù)粒子散射現(xiàn)象可知，大多數(shù)粒子擊中金箔后幾乎沿原方向前進(jìn)，B不符合題意；參考答案【答案】D參考答案19C.粒子受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知粒子從經(jīng)過運(yùn)動(dòng)到的過程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，所以粒子的電勢(shì)能先增大后減小，C不符合題意；D.由于、兩點(diǎn)距金原子核的距離相等，所以、兩點(diǎn)電勢(shì)相等，根據(jù)可知粒子在、兩點(diǎn)電勢(shì)能相等，根據(jù)能量守恒可知粒子在、兩點(diǎn)動(dòng)能相等，D符合題意。故答案為：DC.粒子受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知粒子從20THANKSTHANKS21第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型第1課時(shí)氫原子光譜和玻爾的原子模型選修第三冊(cè)

人教版第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型第22學(xué)習(xí)目標(biāo)知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容．了解能級(jí)躍遷、軌道和能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念．03.知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道什么是光譜分析.02.知道光譜、線狀譜和連續(xù)譜的概念.01.學(xué)習(xí)目標(biāo)知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容．了解能級(jí)躍遷、23知識(shí)梳理一、光譜1．定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按波長(zhǎng)(頻率)展開，獲得波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄．2．特征譜線：氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光，不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率不一樣，光譜中的亮線稱為原子的特征譜線．知識(shí)梳理一、光譜243．光譜的分類3．光譜的分類254．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜產(chǎn)生原因陽光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時(shí)，太陽高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來就暗了，這就形成了明亮背景下的暗線4．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種265．光譜分析(1)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分析物質(zhì)的最低量達(dá)10－13kg.(2)應(yīng)用：a.發(fā)現(xiàn)新元素；b.鑒別物體的物質(zhì)成分．(3)用于光譜分析的光譜：線狀光譜和吸收光譜．6．應(yīng)用：利用原子的特征譜線，可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，這種方法稱為光譜分析，它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10－13kg時(shí)就可以被檢測(cè)到．5．光譜分析27

283．巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特征．4．氫原子光譜的特點(diǎn)：在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性．5．其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式．3．巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特29三、經(jīng)典理論的困難1．核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)．2．經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立線狀譜．三、經(jīng)典理論的困難30四、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．軌道量子化(1)原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是量子化的(填“連續(xù)變化”或“量子化”)．(3)電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射．四、玻爾原子理論的基本假設(shè)31

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34（3）當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減?。?）電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道．即電子軌道半徑越大，原子的能量En越大．（3）當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增351.（2020高二下·滕州月考）關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法正確的是（

）A.

太陽光譜是連續(xù)譜，分析太陽光譜可以知道太陽內(nèi)部的化學(xué)組成B.

霓虹燈和煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜，都是線狀譜C.

強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽，形成的是吸收光譜D.

進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以利用發(fā)射光譜，也可以用吸收光譜例題1.（2020高二下·滕州月考）關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法36【答案】C【考點(diǎn)】氫原子光譜【解析】【解答】A．太陽光譜是吸收光譜，這是由于太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)產(chǎn)生的，所以A不符合題意；B．霓虹燈呈稀薄氣體狀態(tài)，因此光譜是線狀譜，而煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜，所以B不符合題意；參考答案【答案】C參考答案37C．強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時(shí)，某些頻率的光被吸收，形成吸收光譜，所以C符合題意；D．發(fā)射光譜可以分為連續(xù)光譜和線狀譜，而光譜分析中只能用線狀譜和吸收光譜，因?yàn)樗鼈兌季邆涮卣髯V線，所以D不符合題意。故答案為：C。C．強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時(shí)，某些頻率的光被吸收，形成382.（2020高二下·赤峰月考）關(guān)于光譜，下列說法正確的是（

）A.

大量原子發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，少量原子發(fā)出的光是線狀譜B.

線狀譜由不連續(xù)的若干波長(zhǎng)的光組成C.

做光譜分析時(shí)只能用發(fā)射光譜，不能用吸收光譜D.

做光譜分析時(shí)只能用吸收光譜，不能用發(fā)射光譜例題2.（2020高二下·赤峰月考）關(guān)于光譜，下列說法正確的是（39【答案】B【考點(diǎn)】玻爾原子理論【解析】【解答】A.原子發(fā)出的光譜是特征光譜，是線狀譜，A不符合題意；B.線狀譜只包含對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的若干光，B符合題意；CD.做光譜分析一定要用線狀譜，既可以是發(fā)射光譜也可以是吸收光譜，C、D不符合題意。故答案為：B參考答案【答案】B參考答案402氫原子光譜和玻爾的原子模型第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性選修第三冊(cè)

人教版第2課時(shí)玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋氫原子能級(jí)躍遷2氫原子光譜和玻爾的原子模型第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性選41學(xué)習(xí)目標(biāo)能用玻爾理論解釋氫原子光譜．了解玻爾理論的不足之處和原因.進(jìn)一步加深對(duì)玻爾理論的理解，會(huì)計(jì)算原子躍遷過程中吸收或放出光子的能量.知道使氫原子電離的方式并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．123學(xué)習(xí)目標(biāo)能用玻爾理論解釋氫原子光譜．了解玻爾理論的不足之處和42知識(shí)梳理一、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1．氫原子能級(jí)圖(如圖1所示)圖1知識(shí)梳理一、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋圖1432．解釋巴耳末公式巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2.3．解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光通常情況下，原子處于基態(tài)，非常穩(wěn)定，氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)．2．解釋巴耳末公式444．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線．5．解釋不同原子具有不同的特征譜線不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級(jí)各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同．4．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性45

46二、玻爾理論的局限性1．成功之處玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律．2．局限性保留了經(jīng)典粒子的觀念，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看作經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)．二、玻爾理論的局限性473．電子云原子中的電子沒有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述某時(shí)刻電子在某個(gè)位置出現(xiàn)概率的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點(diǎn)表示時(shí)，這種圖像就像云霧一樣分布在原子核周圍，故稱電子云．3．電子云48

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502．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收，不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＋1能級(jí)時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級(jí)的問題．(2)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(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的差值，就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷．2．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子513．一個(gè)氫原子躍遷和一群氫原子躍遷的區(qū)別(1)一個(gè)氫原子躍遷的情況分析圖23．一個(gè)氫原子躍遷和一群氫原子躍遷的區(qū)別圖252①確定氫原子所處的能級(jí)，畫出能級(jí)圖．②根據(jù)躍遷原理，畫出氫原子向低能級(jí)躍遷的可能情況示意圖．例如：一個(gè)氫原子最初處于n＝4激發(fā)態(tài)，它向低能級(jí)躍遷時(shí)，有4種可能情況，如圖2，情形Ⅰ中只有一種頻率的光子，其他情形為：情形Ⅱ中兩種，情形Ⅲ中兩種，情形Ⅳ中三種．注意：上述四種情形中只能出現(xiàn)一種，不可能兩種或多種情形同時(shí)存在．①確定氫原子所處的能級(jí)，畫出能級(jí)圖．53

54四、電離1．電離：指電子獲得能量后脫離原子核的束縛成為自由電子的現(xiàn)象．2．電離能是氫原子從某一狀態(tài)躍遷到n＝∞時(shí)所需吸收的能量，其數(shù)值等于氫原子處于各定態(tài)時(shí)的能級(jí)值的絕對(duì)值．如基態(tài)氫原子的電離能是13.6eV，氫原子處于n＝2激發(fā)態(tài)時(shí)的電離能為3.4eV.四、電離553．氫原子吸收光子發(fā)生躍遷和電離的區(qū)別(1)氫原子吸收光子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，光子的能量必須等于兩能級(jí)的能級(jí)差，即hν＝Em－En(m>n)．(2)氫原子吸收光子發(fā)生電離時(shí)，光子的能量大于或等于氫原子的電離能就可以．如基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV，只要能量大于或等于13.6eV的光子都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，只不過入射光子的能量越大，氫原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大．3．氫原子吸收光子發(fā)生躍遷和電離的區(qū)別561.（2021·唐山模擬）氫原子吸收一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下列判斷正確的是（

）A.

電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大

B.

電子的動(dòng)能會(huì)增大C.

氫原子的電勢(shì)能減小

D.

氫原子的能級(jí)減小例題1.（2021·唐山模擬）氫原子吸收一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論57【答案】A【考點(diǎn)】玻爾原子理論【解析】【解答】氫原子吸收一個(gè)光子后，由玻爾理論可知，由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大，電子的動(dòng)能減小，氫原子的電勢(shì)能增大，氫原子的能級(jí)增大。故答案為：A。參考答案【答案】A參考答案58謝謝觀看謝謝觀看59第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性3原子的核式結(jié)構(gòu)模型選修第三冊(cè)

人教版第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性3原子的核式結(jié)構(gòu)模型選修第三冊(cè)60學(xué)習(xí)目標(biāo)知道陰極射線的組成，體會(huì)電子發(fā)現(xiàn)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法，知道電荷是量子化的.01了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.02知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)，知道原子核的電荷數(shù)．03學(xué)習(xí)目標(biāo)知道陰極射線的組成，體會(huì)電子發(fā)現(xiàn)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方61知識(shí)梳理一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線：陰極發(fā)出的一種射線．它能使對(duì)著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光．2．湯姆孫的探究根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電(填“正電”或“負(fù)電”)的粒子流，并求出了這種粒子的比荷．組成陰極射線的粒子被稱為電子．知識(shí)梳理一、電子的發(fā)現(xiàn)623．對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)(1)對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)——兩種觀點(diǎn)①電磁波說，代表人物——赫茲，他認(rèn)為這種射線是一種電磁輻射．②粒子說，代表人物——湯姆孫，他認(rèn)為這種射線是一種帶電粒子流．(2)陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法3．對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)63①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置的變化和電場(chǎng)的情況確定陰極射線的帶電性質(zhì)．②方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場(chǎng)，根據(jù)熒光屏上亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定陰極射線的帶電性質(zhì)．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電．①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)644．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”做出的．目前公認(rèn)的電子電荷的值為e＝1.6×10－19_C(保留兩位有效數(shù)字)．4．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴65

5．帶電粒子比荷的測(cè)定圖1

5．帶電粒子比荷的測(cè)定圖166

帶電粒子比荷的測(cè)定圖2

帶電粒子比荷的測(cè)定圖2676．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍．7．電子的質(zhì)量me＝9.1×10－31kg(保留兩位有效數(shù)字)，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為＝1_836.8．電子發(fā)現(xiàn)的意義(1)電子發(fā)現(xiàn)以前人們認(rèn)為物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子是不可再分的最小微粒．(2)現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)了各種物質(zhì)里都有電子，而且電子是原子的組成部分．(3)電子帶負(fù)電，而原子是電中性的，說明原子是可再分的．6．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍．68二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，如圖1.圖1二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型圖1692．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、顯微鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中．(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)；②少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)；偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，它們幾乎被“撞了回來”．(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型．2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：703．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析(1)核外電子不會(huì)使α粒子的速度發(fā)生明顯改變．(2)少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中的某個(gè)地方受到了質(zhì)量比它本身大得多的物質(zhì)的作用．湯姆孫的原子模型不能解釋?duì)亮Ｗ拥拇蠼嵌壬⑸洌?．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析71(3)絕大多數(shù)α粒子在穿過厚厚的金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的，原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在體積很小的核內(nèi)．4．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)．5．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．(3)絕大多數(shù)α粒子在穿過厚厚的金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒有明顯變72三、原子核的電荷與尺度1．原子核的電荷數(shù)：各種元素的原子核的電荷數(shù)，即原子內(nèi)的電子數(shù)，非常接近它們的原子序數(shù)，這說明元素周期表中的各種元素是按原子中的電子數(shù)來排列的．2．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)．3．原子核的大?。河煤税霃矫枋龊说拇笮。话愕脑雍?，實(shí)驗(yàn)確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，兩者相差十萬倍之多．三、原子核的電荷與尺度731.（2021·徐匯一模）陰極射線（

）A.

就是射線

B.

沒有質(zhì)量

C.

在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D.

需要介質(zhì)才能傳播例題1.（2021·徐匯一模）陰極射線（

）74【答案】C【考點(diǎn)】玻爾原子理論【解析】【解答】A．陰極射線和射線都是電子流，但β射線中的電子來自于原子核內(nèi)中子的β衰變，而陰極射線中的電子來源于原子核外電子的電離，故二者是有區(qū)別的，A不符合題意；B．電子具有質(zhì)量，B不符合題意；C．電子帶負(fù)電，在磁場(chǎng)中因受洛倫茲力會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C符合題意；D．電子流在真空中也可傳播，D不符合題意。故答案為：C。參考答案【答案】C參考答案752.（2019高二下·廣州期末）如圖，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中兩點(diǎn)距金原子核的距離相等（

）例題2.（2019高二下·廣州期末）如圖，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，76A.

盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論B.

大多數(shù)粒子擊中金箔后幾乎沿原方向返回C.

從經(jīng)過運(yùn)動(dòng)到的過程中粒子的電勢(shì)能先減小后增大D.

粒子經(jīng)過兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等A.

盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論77【答案】D【考點(diǎn)】原子的核式結(jié)構(gòu)【解析】【解答】A.盧瑟福通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，普朗克根據(jù)黑體輻射的規(guī)律第一次提出了能量量子化理論，A不符合題意；B.根據(jù)粒子散射現(xiàn)象可知，大多數(shù)粒子擊中金箔后幾乎沿原方向前進(jìn)，B不符合題意；參考答案【答案】D參考答案78C.粒子受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知粒子從經(jīng)過運(yùn)動(dòng)到的過程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，所以粒子的電勢(shì)能先增大后減小，C不符合題意；D.由于、兩點(diǎn)距金原子核的距離相等，所以、兩點(diǎn)電勢(shì)相等，根據(jù)可知粒子在、兩點(diǎn)電勢(shì)能相等，根據(jù)能量守恒可知粒子在、兩點(diǎn)動(dòng)能相等，D符合題意。故答案為：DC.粒子受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知粒子從79THANKSTHANKS80第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型第1課時(shí)氫原子光譜和玻爾的原子模型選修第三冊(cè)

人教版第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型第81學(xué)習(xí)目標(biāo)知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容．了解能級(jí)躍遷、軌道和能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念．03.知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道什么是光譜分析.02.知道光譜、線狀譜和連續(xù)譜的概念.01.學(xué)習(xí)目標(biāo)知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容．了解能級(jí)躍遷、82知識(shí)梳理一、光譜1．定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按波長(zhǎng)(頻率)展開，獲得波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄．2．特征譜線：氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光，不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率不一樣，光譜中的亮線稱為原子的特征譜線．知識(shí)梳理一、光譜833．光譜的分類3．光譜的分類844．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜產(chǎn)生原因陽光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時(shí)，太陽高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來就暗了，這就形成了明亮背景下的暗線4．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種855．光譜分析(1)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分析物質(zhì)的最低量達(dá)10－13kg.(2)應(yīng)用：a.發(fā)現(xiàn)新元素；b.鑒別物體的物質(zhì)成分．(3)用于光譜分析的光譜：線狀光譜和吸收光譜．6．應(yīng)用：利用原子的特征譜線，可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，這種方法稱為光譜分析，它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10－13kg時(shí)就可以被檢測(cè)到．5．光譜分析86

873．巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特征．4．氫原子光譜的特點(diǎn)：在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性．5．其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式．3．巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特88三、經(jīng)典理論的困難1．核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)．2．經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立線狀譜．三、經(jīng)典理論的困難89四、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．軌道量子化(1)原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是量子化的(填“連續(xù)變化”或“量子化”)．(3)電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射．四、玻爾原子理論的基本假設(shè)90

91

92

93（3）當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減?。?）電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道．即電子軌道半徑越大，原子的能量En越大．（3）當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增941.（2020高二下·滕州月考）關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法正確的是（

）A.

太陽光譜是連續(xù)譜，分析太陽光譜可以知道太陽內(nèi)部的化學(xué)組成B.

霓虹燈和煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜，都是線狀譜C.

強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽，形成的是吸收光譜D.

進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以利用發(fā)射光譜，也可以用吸收光譜例題1.（2020高二下·滕州月考）關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法95【答案】C【考點(diǎn)】氫原子光譜【解析】【解答】A．太陽光譜是吸收光譜，這是由于太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)產(chǎn)生的，所以A不符合題意；B．霓虹燈呈稀薄氣體狀態(tài)，因此光譜是線狀譜，而煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜，所以B不符合題意；參考答案【答案】C參考答案96C．強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時(shí)，某些頻率的光被吸收，形成吸收光譜，所以C符合題意；D．發(fā)射光譜可以分為連續(xù)光譜和線狀譜，而光譜分析中只能用線狀譜和吸收光譜，因?yàn)樗鼈兌季邆涮卣髯V線，所以D不符合題意。故答案為：C。C．強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時(shí)，某些頻率的光被吸收，形成972.（2020高二下·赤峰月考）關(guān)于光譜，下列說法正確的是（

）A.

大量原子發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，少量原子發(fā)出的光是線狀譜B.

線狀譜由不連續(xù)的若干波長(zhǎng)的光組成C.

做光譜分析時(shí)只能用發(fā)射光譜，不能用吸收光譜D.

做光譜分析時(shí)只能用吸收光譜，不能用發(fā)射光譜例題2.（2020高二下·赤峰月考）關(guān)于光譜，下列說法正確的是（98【答案】B【考點(diǎn)】玻爾原子理論【解析】【解答】A.原子發(fā)出的光譜是特征光譜，是線狀譜，A不符合題意；B.線狀譜只包含對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的若干光，B符合題意；CD.做光譜分析一定要用線狀譜，既可以是發(fā)射光譜也可以是吸收光譜，C、D不符合題意。故答案為：B參考答案【答案】B參考答案992氫原子光譜和玻爾的原子模型第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性選修第三冊(cè)

人教版第2課時(shí)玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋氫原子能級(jí)躍遷2氫原子光譜和玻爾的原子模型第四章原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性選100學(xué)習(xí)目標(biāo)能用玻爾理論解釋氫原子光譜．了解玻爾理論的不足之處和原因.進(jìn)一步加深對(duì)玻爾理論的理解，會(huì)計(jì)算原子躍遷過程中吸收或放出光子的能量.知道使氫原子電離的方式并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．123學(xué)習(xí)目標(biāo)能用玻爾理論解釋氫原子光譜．了解玻爾理論的不足之處和101知識(shí)梳理一、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1．氫原子能級(jí)圖(如圖1所示)圖1知識(shí)梳理一、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋圖11022．解釋巴耳末公式巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2.3．解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光通常情況下，原子處于基態(tài)，非常穩(wěn)定，氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)．2．解釋巴耳末公式1034．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線．5．解釋不同原子具有不同的特征譜線不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級(jí)各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同．4．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性104

105二、玻爾