高考零距離高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔第59講 原子的

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高考零距離高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔第59講原子的第59講原子的核式結(jié)構(gòu)模型氫原子光譜原子能級

考情剖析

(注：①考綱要求及變化中Ⅰ代表了解和認(rèn)識(shí)，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的A代表簡單，B代表中等，C代表難)

考察考綱要求考察年份考察形式考察詳情考試層級命題難度內(nèi)容及變化氫原子光譜原Ⅰ子的能級10年12年考察能級躍遷時(shí)的填空能量相等關(guān)系以氫原子躍遷為背計(jì)算景，考察氫原子能級公式以原子躍遷為背景選擇考察原子次重點(diǎn)A或B躍遷能級圖1.小結(jié)：原子的能級和氫原子光譜的考小結(jié)查形式多及樣，側(cè)重考預(yù)計(jì)查原子能級路遷時(shí)能量的相關(guān)計(jì)算．2．預(yù)計(jì)：僅09年未進(jìn)行考察，預(yù)計(jì)14年考察的可能性很大．3．復(fù)習(xí)建議：復(fù)習(xí)時(shí)重視了解氫原子能級躍遷和氫原子光譜.

知識(shí)整合

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

基礎(chǔ)自測

一、原子結(jié)構(gòu)1．電子的發(fā)現(xiàn)

英國物理學(xué)家____________________發(fā)現(xiàn)了電子．2．α粒子散射試驗(yàn)

1909～1911年，英國物理學(xué)家____________和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿______________方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于______________，也就是說它們幾乎被“撞〞了回來．

3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型

在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的__________________和幾乎全部__________________都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．

4．三種原子模型的對比試驗(yàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異成功和局限帶正電物質(zhì)均勻分布解釋了一些試驗(yàn)現(xiàn)“棗糕模型〞電子的發(fā)現(xiàn)在原子內(nèi)，電子鑲嵌象，無法說明α粒子其中散射試驗(yàn)核式結(jié)全部正電荷和幾乎全成功解釋了α粒子散α粒子散射試驗(yàn)構(gòu)模型部質(zhì)量集中在核里，射試驗(yàn)，無法解釋原電子繞核旋轉(zhuǎn)玻爾的原子模型在核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，引入量子化觀點(diǎn)氫原子光譜的研究子的穩(wěn)定性與原子光譜的分立特征成功解釋了氫原子光譜，無法解釋較繁雜的原子光譜二、氫原子光譜與玻爾理論1．光譜(1)光譜

用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的____________________(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜．

(2)光譜分類

有些光譜是一條條的____________，這樣的光譜叫做線狀譜．有的光譜是連在一起的____________，這樣的光譜叫做連續(xù)譜．(3)氫原子光譜的試驗(yàn)規(guī)律

1

巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式＝

λ－

________________________，(n＝3,4,5，?)，R是里德伯常量，R＝1.10×107m1，n為量子數(shù)．

2．玻爾理論(1)定態(tài)

原子只能處于一系列____________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是__________________的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量．

(2)躍遷

原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這

－

兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν＝__________________.(h是普朗克常量，h＝6.63×1034J·s)

(3)軌道

原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)．原子的定態(tài)是________________，因此電子的可能軌道也是________________________________________________________________________．

3．玻爾模型的局限性

玻爾模型的成功之處在于引入了量子化觀點(diǎn)，其不足之處在于保存了軌道的觀念．量子力學(xué)中，核外電子并沒有確定的軌道，玻爾的電子軌道，只不過是電子出現(xiàn)____________的地方，把電子的概率分布用圖象表示時(shí)，用小黑點(diǎn)的稠密程度代表概率的大小，其結(jié)果宛如電子在原子核周邊形成云霧，稱為“電子云〞．

三、氫原子的能級、能級公式1．氫原子的能級和軌道半徑

(1)氫原子的能級公式：En＝__________(n＝1,2,3，?)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝__________.

(2)氫原子的半徑公式：rn＝____________________(n＝1,2,3，?)，其中r1為基態(tài)半徑，

－

又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×1010m.

2．氫原子的能級圖能級圖如下圖．

重點(diǎn)闡述

重點(diǎn)知識(shí)概述

能級圖中相關(guān)量意義的說明

相關(guān)量能級圖中的橫線橫線左端的數(shù)字“1,2,3，?〞橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.4，?〞相鄰橫線間的距離帶箭頭的豎線

難點(diǎn)釋疑

1．氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢能與原子能量的變化

E1(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝2，隨n增大而增大，其中E1＝－13.6eV.

n

v2e2ke2

(2)電子動(dòng)能：電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力提供向心力，即k2＝m，所以Ekn＝，rr2rn

隨r增大而減?。?/p>

(3)電勢能

通過庫侖力做功判斷電勢能的增減．當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖力做正功，電勢能減小；反之，軌道半徑增大時(shí)，電勢能增加．2．關(guān)于光譜線條數(shù)的兩點(diǎn)說明

n?n－1?

(1)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)為N＝C2＝.n

2

(2)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)．

(1)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子．這一能量Ei稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為____________(用光子頻率ν、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)．

－

(2)氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r1＝0.53×1010m，能量E1＝－13.6eV，求氫原子處于基態(tài)時(shí)：

意義表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)表示量子數(shù)表示氫原子的能量表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量差越小，距離越小表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷的條件為hν＝Em－En①電子的動(dòng)能；②原子的電勢能；

③用波長是多少的光照射可使其電離？溫馨提醒(1)由能量守恒定律易解得電子速度；

(2)由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、能量守恒定律和光電效應(yīng)方程易解此題．記錄空間

如下圖為氫原子最低的四個(gè)能級，當(dāng)氫原子在這些能級間躍遷時(shí)：(1)有可能放出多少種能量的光子？

(2)在哪兩個(gè)能級間躍遷時(shí)，所放出光子波長最長？波長是多少？

如下圖，氫原子從n＞2的某一能級躍遷到n＝2的能級，輻射出能量為2.55eV的光子．問：

(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射出上述能量的光子？

(2)請?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖．

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1．光子的發(fā)射和吸收(1)能級的躍遷根據(jù)玻爾模型，原子只能處于一系列的不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)分基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩種．其中原子在基態(tài)時(shí)是穩(wěn)定的，原子在激發(fā)態(tài)時(shí)是不穩(wěn)定的，當(dāng)原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)會(huì)自發(fā)地向