高考物理總復(fù)習(xí) 第二章第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)　氫原子光譜課件 新人教版選修3-5

1、第二節(jié)　原子結(jié)構(gòu)　氫原子光譜,一、原子結(jié)構(gòu)1．電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學(xué)家_________發(fā)現(xiàn)了電子，明確電子是原子的組成部分，揭開了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕．,湯姆孫,2．原子的核式結(jié)構(gòu)(1)1909～1911年，英國物理學(xué)家___________進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了核式結(jié)構(gòu)模型．(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福,①實(shí)驗(yàn)裝置：如圖2－2－1所示．圖2－2－1,②實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)沿_______

2、前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生________偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90°，甚至被彈回．,直線,大角度,(3)核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部________和幾乎全部________都集中在原子核里，帶負(fù)電的_______在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．,正電荷,質(zhì)量,電子,二、氫原子光譜與玻爾理論1．光譜的分類,3．玻爾理論(1)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)動相對應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此

3、電子的可能軌道也是___________的．,不連續(xù),(2)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，但并不向外輻射能量．,不連續(xù),穩(wěn)定,(3)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它_______或_______一定頻率的光子,光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定．即hν＝_________.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·

4、s),輻射,吸收,Em－En,(2)氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，r1＝0.53×10－10 m.,2．氫原子的能級圖：如圖2－2－2.圖2－2－2,一、對氫原子躍遷的理解1．原子從低能級向高能級躍遷，吸收一定能量的光子，當(dāng)一個光子的能量滿足hν＝E末－E初時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級E初向高能級E末躍遷，而當(dāng)光子能量hν大于或小于E末－

5、E初時都不能被原子吸收．,2．原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差．,3．當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時,也可以被氫原子吸收,使氫原子電離；當(dāng)氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV,氫原子電離后，電子具有一定的初動能．,4．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的能量

6、差值(E＝Em－En)，均可使原子發(fā)生能級躍遷．,特別提醒：原子在各能級間躍遷時，所吸收的光子的能量只能等于兩能級間的能級差.原子電離時所吸收的光子的能量滿足ΔE≥E∞－En.,即時應(yīng)用1.氫原子的能級如圖2－2－3所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62 eV～3.11 eV.下列說法錯誤的是(　　)圖2－2－3,A．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離B．大量氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時，發(fā)出的

7、光具有顯著的熱效應(yīng),C．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光D．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的光,從高能級躍遷到n＝3能級釋放能量最多為1.51 eV＜1.62 eV，此光為紅外線具有顯著熱效應(yīng)，故B項(xiàng)不選．故選D.,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，庫侖力做正功，電勢能減??；反之,軌道半徑增大時,電勢能增加．,即時應(yīng)用2．(2011

8、83;高考江蘇卷)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)．,(1)盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說法正確的是(　　),A．證明了質(zhì)子的存在B．證明了原子核是由質(zhì)子和

9、中子組成的C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里D．說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動,(2)(2011·高考上海卷)盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是(　　)圖2－2－4,【解析】　(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核．?dāng)?shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測核內(nèi)存在中子，所以C對，A、B錯．玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯

10、．,(2)α粒子散射的原因是原子核對其有庫侖斥力的作用，離核越近，斥力越大，偏轉(zhuǎn)越明顯，當(dāng)正好擊中原子核時，由于α粒子質(zhì)量較小而反彈．【答案】　(1)C　(2)D,(1)氫原子的部分能級如圖2－2－5所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間．由此可推知，氫原子(　　),圖2－2－5,A．從高能級向n＝1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短B．從高能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C．從高能級向n＝3能級

11、躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D．從n＝3能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光,(2)(2010·高考山東卷)大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子,其能量值分別是：1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在___個激發(fā)態(tài)能級上，其中最高能級的能量值是_____eV(基態(tài)能量為－13.6 eV)．,即1.89 eV≤E≤3.40 eV，可見有一部分光處于紫外線區(qū)域，

12、B錯誤．從高能級向n＝3的能級躍遷時，光子能量最高值為E＝－E3＝1.51 eV，比可見光光子能量小，C錯誤．從n＝3能級向n＝2能級躍遷時，光子能量E＝E3－E2＝1.89 eV，D正確．,(2)由于大量氫原子在處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子，可知?dú)湓犹幱谧罡吣芗壥莕＝3，躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個激發(fā)態(tài)能級上；其中最高能級的能量值是E3＝－1.51 eV.【答案】　(1)AD　(2)2?。?.51,(20

13、10·高考海南卷)(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)時軌道半徑r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6 eV，求氫原子處于基態(tài)時： ①電子的動能；②原子的電