高中物理滬科版5第三章原子世界探秘 2023版第3章章末分層突破

章末分層突破[自我校對(duì)]①棗糕②α粒子③幾乎全部質(zhì)量④高速旋轉(zhuǎn)⑤hν＝Em－En⑥r(nóng)n＝n2r1⑦En＝eq\f(1,n2)E1____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________兩個(gè)重要的物理思想方法1.模型法人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了幾個(gè)不同的階段，其中有湯姆生模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型．圖3-12．假設(shè)法假設(shè)法是學(xué)習(xí)物理規(guī)律常用的方法，前邊我們學(xué)過(guò)的安培分子電流假說(shuō)，現(xiàn)在大家知道從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看是正確的，它就是核外電子繞核旋轉(zhuǎn)所形成的電流．在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下是“假說(shuō)”．玻爾的假說(shuō)是為解決核式結(jié)構(gòu)模型的困惑而提出的，他的成功在于引入量子理論，局限性在于保留了軌道的概念，沒(méi)有徹底脫離經(jīng)典物理學(xué)框架．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了下列哪種情況()A．原子內(nèi)的正電荷全部集中在原子核里B．原子內(nèi)的正電荷均勻分布在它的全部體積上C．原子內(nèi)的正負(fù)電荷是一對(duì)一整齊排列的D．原子的質(zhì)量均勻分布在原子里面【解析】盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，這是原子中帶正電部分作用的結(jié)果，由于大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子數(shù)極少，說(shuō)明原子中絕大部分是空的，帶正電部分的體積很小，帶負(fù)電的電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力即是原子核對(duì)它的引力，而電子質(zhì)量極小，故原子核集中了原子全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，選項(xiàng)A正確．【答案】A玻爾理論1.玻爾原子模型(1)量子化觀點(diǎn)：電子的可能軌道半徑、原子的能量、原子躍遷輻射或吸收光子的頻率都只能是分立的、不連續(xù)的值．(2)對(duì)應(yīng)關(guān)系：電子處于某一可能軌道對(duì)應(yīng)原子的一種能量狀態(tài)．(3)定態(tài)觀點(diǎn)：電子在某一可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子是不向外輻射電磁波的，軌道與能量是穩(wěn)定的．(4)躍遷觀點(diǎn)：能級(jí)躍遷時(shí)輻射或吸收光子的能量，hν＝Em－En(m＞n)．(5)①原子吸收光子能量是有條件的，只有等于某兩個(gè)能級(jí)差時(shí)才被吸收發(fā)生躍遷．②如果入射光的能量E≥eV，原子也能吸收光子，則原子電離．③用粒子碰撞的方法使原子能級(jí)躍遷時(shí)，粒子能量大于能級(jí)差即可．2．躍遷與光譜線原子處于基態(tài)時(shí)，原子是穩(wěn)定的，但原子在吸收能量躍遷到激發(fā)態(tài)后，就不穩(wěn)定了，這時(shí)就會(huì)向低能級(jí)定態(tài)躍遷，而躍遷到基態(tài)，有時(shí)是經(jīng)多次躍遷再到基態(tài)．一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).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.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092032】(1)若要使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射該氫原子？(2)若用波長(zhǎng)為200nm的紫外線照射氫原子，則電子飛到離核無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的速度為多大？(電子電荷量e＝×10－19C，普朗克常量h＝×10－34J·s，電子質(zhì)量me＝×10－31kg)【解析】(1)n＝2時(shí)，E2＝－eq\f,22)eV＝－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(shí)，E∞＝0.所以，要使處于n＝2激發(fā)態(tài)的原子電離，電離能為ΔE＝E∞－E2＝eVν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f××10－19,×10－34)Hz≈×1014Hz.(2)波長(zhǎng)為200nm的紫外線一個(gè)光子所具有的能量E0＝hν＝×10－34×eq\f(3×108,200×10－9)J＝×10－19J電離能ΔE＝××10－19J＝×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝eq\f(1,2)mev2代入數(shù)值解得v≈×105m/s.【答案】(1)×1014Hz(2)×105m/s1氫原子在某激發(fā)態(tài)的電離能大小等于該能級(jí)的能量值.2電子電離后若有多余的能量將以電子動(dòng)能的形式存在.)1．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的甚至被彈回B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來(lái)自帶正電的核及核外電子，當(dāng)α粒子接近核時(shí)是核的斥力使α粒子偏轉(zhuǎn)，當(dāng)α粒子接近電子時(shí)是電子的吸引力使之偏轉(zhuǎn)C．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)核，它占有原子體積的大部分D．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和原子的全部質(zhì)量【解析】由α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，A正確；由于電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的質(zhì)量，對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的是原子核的斥力，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)表明：原子具有核式結(jié)構(gòu)，核極小，但含有全部的正電荷和幾乎所有的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以確定核半徑的數(shù)量級(jí)，C、D錯(cuò)誤．【答案】A2．(多選)μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如圖3-2為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且頻率依次增大，則E等于()圖3-2A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3 D．h(ν6－ν4)【解析】μ氫原子吸收光子后，能發(fā)出六種頻率的光，說(shuō)明μ氫原子是從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，則吸收的光子的能量為ΔE＝E4－、D正確．【答案】CD3.(多選)氫原子能級(jí)示意圖如圖3-3所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm.以下判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092080】圖3-3A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)【解析】根據(jù)Em－En＝eq\f(hc,λ)知，氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)小于656nm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為eq\f(nn－1,2)＝3條，C選項(xiàng)