原子結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)案

18.1電子發(fā)現(xiàn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】.了解陰極射線(xiàn)及電子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程.知道湯姆孫研究陰極射線(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子的實(shí)驗(yàn)及理論推導(dǎo).培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析和解決能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】陰極射線(xiàn)的研究【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的理論推導(dǎo)【自主學(xué)習(xí)】一直以來(lái)人們都認(rèn)為是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子，直到1897年物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了帶電的，從此打破了原子不可再分的神話(huà)。、陰極射線(xiàn)圖18-1-1.演示實(shí)驗(yàn)：如圖18-1-1所示，真空玻璃管中，K是金屬板制成的,接在感應(yīng)線(xiàn)圈的上，金屬環(huán)制成的A,接感應(yīng)線(xiàn)圈的，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮度的變化..實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾在類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)中看到了玻璃壁上淡淡的及管中物體在玻璃壁上的..實(shí)驗(yàn)分析：熒光的實(shí)質(zhì)是由于玻璃受到發(fā)出的某種射線(xiàn)的撞擊而引起的，這種射線(xiàn)被命名為.二、電子的發(fā)現(xiàn).湯姆孫對(duì)陰極射線(xiàn)的探究(1)讓陰極射線(xiàn)分別通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)象，證明它是的粒子流并求出了其比荷.(2)換用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得粒子的相同，是氫離子比荷的近兩千倍.(3)結(jié)論：粒子帶，其電荷量的大小與大致相同，而質(zhì)量 氫離子的質(zhì)量，后來(lái)組成陰極射線(xiàn)的粒子被稱(chēng)為..湯姆孫的深入探究(1)湯姆孫研究的新現(xiàn)象，如、熱離子發(fā)射效應(yīng)和P射線(xiàn)等.發(fā)現(xiàn)，不論、P射線(xiàn)、還是熱離子流，它們都包含.(2)結(jié)論：不論是正離子的轟擊、紫外光的照射、金屬受熱還是放射性物質(zhì)的自發(fā)輻射，都能發(fā)射同樣的帶電粒子一一.由此可見(jiàn)，是原子的組成部分，是比原子更的物質(zhì)單元..電子的電量與電荷量子化（1）電子電荷可根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定，數(shù)值為：e_.（2）帶電體所帶電荷量具有的特點(diǎn)，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的，即q=ne（n是整數(shù)）.【練習(xí)鞏固】.關(guān)于陰極射線(xiàn)的性質(zhì)，判斷正確的是（）A.陰極射線(xiàn)帶負(fù)電B.陰極射線(xiàn)帶正電C.陰極射線(xiàn)的比荷比氫原子核的比荷大D.陰極射線(xiàn)的比荷比氫原子核的比荷小.湯姆孫對(duì)陰極射線(xiàn)的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱(chēng)為“電子之父”，關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是（）A.物質(zhì)中可能有電子，也可能沒(méi)有電子B.不同的物質(zhì)中具有不同的電子C.電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.電子是一種構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子.如圖所示是電子射線(xiàn)管示意圖，接通電源后，電子射線(xiàn)由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線(xiàn).要使熒光屏上的亮線(xiàn)向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（）A.加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B.加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C.加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D.加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向4、質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示.讓中性氣體進(jìn)入電離室A,在那里被電離成離子.這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速.然后讓離子從縫S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上1的P點(diǎn).已知加速電壓為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,縫S2與P之間的距離為a,離子從縫S進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度不計(jì).求該離子的比荷q.1 m18.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能（1）了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過(guò)程及各種模型建立的依據(jù)；（2）知道a粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容。2、過(guò)程與方法（1）通過(guò)對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力；（2）通過(guò)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的建立，體會(huì)建立模型研究物理問(wèn)題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用；（3）了解研究微觀現(xiàn)象。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)對(duì)原子模型演變的歷史的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)家們細(xì)致、敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權(quán)威、尊重事實(shí)、尊重科學(xué)的科學(xué)精神；（2）通過(guò)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)的不斷深入，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類(lèi)對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)是不斷擴(kuò)大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對(duì)科學(xué)發(fā)展的重要意義?！净?dòng)探究】1、湯姆孫的模型，其觀點(diǎn)為。棗糕模型合作討論電子的質(zhì)量比原子的質(zhì)量小得多，那么原子的結(jié)構(gòu)是什么樣的？電子在原子中處于什么位置？結(jié)論1： 觀察思考「勒納德發(fā)現(xiàn)高速度電子很容易穿透原子。這能說(shuō)明什么呢？結(jié)論2： 思維點(diǎn)拔：湯姆孫的模型僅僅是一種假設(shè)，這種理論要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。2、a粒子散射實(shí)驗(yàn)合作討論1：什么是a粒子？它從哪里發(fā)出的？速度如何？。粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置示意圖結(jié)論1：合作討論2：如何觀察a粒子打到何處？結(jié)論2： 合作討論3：根據(jù)湯姆孫原子模型，a粒子穿過(guò)金箔后最有可能朝什么方向運(yùn)動(dòng)？最不易朝哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？結(jié)論3： ： 觀察思考：a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：絕大多數(shù)a粒子,少數(shù)極少數(shù)有的甚至。從a粒子散射實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是什么？結(jié)論： 湯姆孫的原子模型不能解釋a粒子的3、核式結(jié)構(gòu)模型合作討論1：a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)論中大多數(shù)a粒子沿直線(xiàn)通過(guò)金箔，說(shuō)明了什么？結(jié)論1： 合作討論2：a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)論中少數(shù)a粒子被反彈，說(shuō)明了什么？結(jié)論2： 合作討論3：根據(jù)以上結(jié)論，盧瑟福提出了核式結(jié)構(gòu)模型，這是一個(gè)什么樣的模型？結(jié)論3： 【課堂訓(xùn)練】1.盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)包括下列哪些內(nèi)容（）A.原子中心有一個(gè)很小的核B.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里C.原子正電荷均勻分布在它的全部體積上D.帶負(fù)電的電子在核外空間繞原子核旋轉(zhuǎn)2、盧瑟福對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋是（）A、使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對(duì)a粒子的作用力B、使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫(kù)侖力C、原子核很小，a粒子接近它的機(jī)會(huì)很小，所以絕大數(shù)的a粒子任然沿原來(lái)的方向前進(jìn)D、能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的a粒子是穿過(guò)原子時(shí)離原子核近的a粒子3.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了（）A.原子核是可分的B.原子核是由質(zhì)子、中子組成C.原子是由均勻帶正電的物質(zhì)和帶負(fù)電的電子構(gòu)成D.原子內(nèi)部有一個(gè)很小區(qū)域，集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量4、在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)a粒子最接近原子核時(shí)，a粒子符合下列哪些情況（）A.動(dòng)能最小 B.勢(shì)能最小C.a粒子與原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D.所受原子核斥力最大18.3氫原子光譜【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解光譜的定義和分類(lèi)；了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道巴耳末系；了解經(jīng)典原子理論的困難?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】經(jīng)典理論的困難?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】.有些光譜是一條條的亮線(xiàn)，這樣的亮線(xiàn)叫，這樣的光譜叫。有的光譜看起來(lái)是連續(xù)在一起的光帶，這樣的光譜叫.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型正確地指出了的存在，很好的解釋了，但是經(jīng)典的物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的，又無(wú)法解釋原子光譜的特征。.光譜的類(lèi)型主要有和。.不同原子發(fā)出的光譜都不同，這樣的光譜也叫。.利用光譜分析可以。.在酒精燈的酒精中溶解些食鹽，燈焰會(huì)發(fā)出明亮的黃光，用攝譜儀拍攝下來(lái)的光譜中就會(huì)有鈉的(填“明線(xiàn)”或“暗線(xiàn)”)光譜。用攝譜儀拍攝太陽(yáng)光，可以分析太陽(yáng)大氣的成份，就是利用太陽(yáng)光的(填“明線(xiàn)”或“暗線(xiàn)”)光譜。.利用白熾燈、蠟燭、霓虹燈、在酒精燈火焰中燃燒鈉鹽所產(chǎn)生的光譜中，能產(chǎn)生連續(xù)光譜的有,能產(chǎn)生明線(xiàn)光譜的有【新知探究】1、光譜一一閱讀課本54頁(yè)思考討論下列問(wèn)題:(1)什么是光譜（2）什么是線(xiàn)狀譜，具有什么特點(diǎn)？怎樣可以產(chǎn)生?（3）什么是連續(xù)譜，具有什么特點(diǎn)？怎樣產(chǎn)生的？（4）什么是吸收光譜？具有什么特點(diǎn)？怎樣產(chǎn)生的？（5）進(jìn)行光譜分析時(shí)應(yīng)分析什么光譜？為什么？2、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律一閱讀課本55頁(yè)，思考討論以下問(wèn)題：巴耳末系的公式是怎樣的？氫原子光譜有什么特點(diǎn)？3.盧瑟福原子核式模型的困難一一閱讀課本56頁(yè)，思考以下問(wèn)題:用經(jīng)典物理學(xué)在解釋氫原子光譜時(shí)遇到了什么困難？【練習(xí)鞏固】1、關(guān)于光譜和光譜分析的下列說(shuō)法正確的是（ ）A.日光燈產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜B.太陽(yáng)光譜中的暗線(xiàn)說(shuō)明太陽(yáng)上缺少與這些暗線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的元素C.我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成份D.連續(xù)光譜是不能用來(lái)作光譜分析的.關(guān)于光譜，下列說(shuō)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(xiàn)狀譜B.線(xiàn)狀譜由不連續(xù)的若干波長(zhǎng)的光組成C.作光譜分析時(shí)只能用發(fā)射光譜，不能用吸收光譜D.作光譜分析時(shí)只能用吸收光譜，不能用發(fā)射光譜.太陽(yáng)光的光譜中有許多暗線(xiàn)，它們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線(xiàn)，產(chǎn)生這些暗線(xiàn)是由于（）A.太陽(yáng)表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素B.太陽(yáng)內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C.太陽(yáng)表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素D.太陽(yáng)內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素.對(duì)于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是（）A.所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)B.巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見(jiàn)光部分的光的波長(zhǎng)C.巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光的一個(gè)線(xiàn)系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)光，又有紫外光D.巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng).以下論斷中正確的是（）A.按經(jīng)典電磁理論，核外電子受原子核庫(kù)侖引力，不能靜止只能繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，電子繞核加速運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷地向外輻射電磁波B.按經(jīng)典理論，繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核內(nèi)C.按照盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)理論，原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)，原子是不穩(wěn)定的，說(shuō)明該理論不正確D.經(jīng)典電磁理論可以很好地應(yīng)用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象.根據(jù)光譜的特征譜線(xiàn)，可以確定物質(zhì)的化學(xué)組成和鑒別物質(zhì)，以下說(shuō)法正確的是（）A.線(xiàn)狀譜中的明線(xiàn)是特征譜線(xiàn)，吸收光譜中的暗線(xiàn)不是特征譜線(xiàn)B.線(xiàn)狀譜中的明線(xiàn)不是特征譜線(xiàn)，吸收光譜中的暗線(xiàn)是特征譜線(xiàn)C.線(xiàn)狀譜中的明線(xiàn)與吸收光譜中的暗線(xiàn)都是特征譜線(xiàn)D.同一元素的線(xiàn)狀譜的明線(xiàn)與吸收光譜中的暗線(xiàn)都是一一對(duì)應(yīng)的7、利用里德伯常量（R=1.09677X1070-1）求巴耳末線(xiàn)系中第三條譜線(xiàn)的波長(zhǎng)和每個(gè)光子的能量.18.4玻爾的原子模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】.了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容。.了解能級(jí)、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】玻爾原子理論的基本假設(shè)【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、玻爾原子理論的基本假設(shè).玻爾理論的提出丹麥物理學(xué)家玻爾在普朗克關(guān)于黑體輻射的和愛(ài)因斯坦關(guān)于的概念的啟發(fā)下，把微觀世界中物理量取的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)..玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)(1)軌道量子化電子在庫(kù)侖力作用下繞原子核做,電子繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑不是任意的，半徑的大小符合時(shí)軌道才是可能的，電子在這些軌道上繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生.(2)能量量子化①內(nèi)容：電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)，原子處于不同的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)不同的,原子的能量也是的.②幾個(gè)概念能級(jí)：的能量值.定態(tài)：原子中具有的穩(wěn)定狀態(tài).基態(tài)：能量 的狀態(tài).激發(fā)態(tài)：除之外的其他狀態(tài).(3)頻率條件①原子光譜的解釋?zhuān)寒?dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(能量記為E)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為E,m>n)時(shí)，會(huì)輻射出能量為h匕的光子.②輻射關(guān)系：hb=二.稱(chēng)為頻率條件.③原子吸收光子：處于低能量狀態(tài)的原子光子后躍遷到高能量狀態(tài)，光子能量應(yīng)恰好等于.二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋按照玻爾理論，巴耳末公式中的正整數(shù)n和2,正好代表電子躍遷之前和所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2,巴耳末公式代表的應(yīng)該是電子從量子數(shù)n=3,4,5…的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的.并從理論上求出里德伯常量R的值，且與實(shí)驗(yàn)符合得很好.同樣，玻爾理論也很好地解釋甚至預(yù)言了氫原子的其他譜線(xiàn)系..對(duì)氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光機(jī)理的解釋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,處于激發(fā)態(tài)的原子是,會(huì)自發(fā)地向的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)..對(duì)原子特征譜線(xiàn)的解釋原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)，放出的光子的能量等于前后.由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜是一些的亮線(xiàn).又因?yàn)椴煌泳哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)，能級(jí)各不相同，因此輻射（或吸收）也不相同，所以不同元素的原子具有不同的三、玻爾模型的局限性.玻爾理論的成功之處第一次將引入原子領(lǐng)域，提出了和的概念，成功地解釋了的實(shí)驗(yàn)規(guī)律..玻爾理論的局限性不能解釋稍微復(fù)雜一點(diǎn)的原子的光譜現(xiàn)象，原因是過(guò)多地保留了經(jīng)典理論，即保留的觀念，把電子運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的..電子云原子中的電子沒(méi)有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述電子在某個(gè)位置出現(xiàn)的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點(diǎn)表示時(shí)，畫(huà)出圖來(lái)就像云霧一樣，故稱(chēng).【鞏固練習(xí)】.玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有（）A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率.根據(jù)玻爾理論，氫原子中量子數(shù)n越大（）A.電子的軌道半徑越大B.核外電子的速率越大C.氫原子能級(jí)的能量越大D.核外電子的電勢(shì)能越大.氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.核外電子受力變小B.原子的能量減少C.氫原子要吸收一定頻率的光子D.氫原子要放出一定頻率的光子5.如圖畫(huà)出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E.用下列幾種能量的