高中物理 第三章 原子結(jié)構(gòu)之謎章末整合課件 粵教版選修3-5.ppt

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,,,章末整合,高中物理·選修3-5·粵教版,,原子結(jié)構(gòu),,電子的發(fā)現(xiàn),,湯姆生的發(fā)現(xiàn)：研究陰極射線的帶電性質(zhì)及荷質(zhì)比，發(fā)現(xiàn)了電子,電子發(fā)現(xiàn)的意義：原子可以再分,原子模型,,原子模型,,湯姆生“葡萄干布丁”模型：正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像布丁中的葡萄干一樣鑲嵌在球中,盧瑟福的核式模型,,α粒子散射實(shí)驗(yàn),,裝置：放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡,現(xiàn)象,,①絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向運(yùn)動 ②少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn) ③極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度超過90°，個(gè)別甚至達(dá)到180°,作用,,①否定了湯姆生的“葡萄干布丁”模型 ②提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 ③估算了原子核的大小,,原子模型,,盧瑟福的核式模型,,內(nèi)容：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的質(zhì)量都集 中在原子核內(nèi)，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動,玻爾理論,,氫光譜：,玻爾理論假設(shè),,定態(tài)假設(shè) 軌道量子化假設(shè) 躍遷假設(shè)：,原子光譜,,發(fā)射光譜,,連續(xù)光譜：熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜 明線光譜：也叫原子光譜，由稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)射產(chǎn)生,吸收光譜：高溫物體發(fā)出的光通過物質(zhì)時(shí)，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜,一、對α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型的理解 1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”． 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，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)．,【例1】 (雙選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是 ( ) A．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動，說明正電荷在原子內(nèi) 均勻分布，是α粒子受力平衡的結(jié)果 B．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動，說明這些α粒子未受到 明顯的力的作用，說明原子是“中空”的 C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電 荷量比α粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小 D．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對α 粒子的吸引力很大,答案 BC 解析 在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動，說明α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；極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明受到金原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)，而金原子核未動，說明金原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子，α粒子打在電子上，α粒子不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故C對，D錯(cuò)．,二、對玻爾原子結(jié)構(gòu)的理解 1．氫原子的能級 對氫原子而言，核外的一個(gè)電子繞核遠(yuǎn)行時(shí)，若半徑不同，則對應(yīng)的原子能量也不同． 對于氫原子而言，基態(tài)能級：E1＝－13.6 eV,2．氫原子的能級圖 氫原子的能級圖如圖1所示． 圖1,【例2】 圖2為氫原子最低的四個(gè)能級．氫原子在這些能級之間躍遷，所輻射的光子頻率最多有幾種？其中最小頻率等于多少？ 圖2,答案 6 1.6×1014 Hz 解析 根據(jù)譜線種數(shù)公式，頻率種數(shù)最多為,針對訓(xùn)練1 (單選)氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中 ( ) A．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大 B．原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小 C．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小 D．原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大 答案 D,,三、原子的能級躍遷與電離 1．能級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)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(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．,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值(E＝Em－En)，均可使原子發(fā)生能級躍遷．,【例3】 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． (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)若用波長為200 nm的紫外線照射氫原子，則電子飛到離核無窮遠(yuǎn)處時(shí)的速度多大？(電子電荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，電子質(zhì)量me＝9.1×10－31 kg) 答案 (1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s,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＝3.4 eV,,針對訓(xùn)練2 一個(gè)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？ 答案 能 1.4 eV 解析 氫原子從基態(tài)n＝1處被完全電離至少吸收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Ek＝15 eV－13.6 eV＝1.4 eV.,