2015届江苏人教版高中新课标总复习（第1轮）物理：第14章 第3讲 原子结构 玻尔的原子模型.ppt

1、原子结构玻尔的原子模型 1电子的发现和汤姆孙的原子模型电子的发现：1897年英国物理学家汤姆孙，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子2粒子散射实验和原子核式结构模型(1)粒子散射实验：1909年，由卢瑟福及助手盖革、马斯顿完成装置示意图：如图1431图1431现象：a绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转b有少数粒子发生较大角度的偏转c有极少数粒子的偏转角超过了90，有的几乎达到180，即被反向弹回 (2)原子的核式结构模型：1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质

2、量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转原子核半径数量级为1015m，原子轨道半径数量级为1010m.3玻尔的原子模型(1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出三个假设：定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态跃迁假设：原子从一个定态(设能量为E2)跃迁到另一定态(设能量为E1)时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hE2E1.轨道量子化假设：原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道

3、相对应原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的 (2)玻尔的氢原子模型：氢原子的能级公式和轨道半径公式：玻尔在三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量氢原子中电子在第n条可能轨道上运动时，氢原子的能量En和电子轨道半径rn分别为：En，rnn2r1，n1、2、3其中E1、r1为离核最近的第一条轨道(即n1)的氢原子能量和轨道半径即：E113.6eV，r10.531010m(以电子距原子核无穷远时电势能为零计算)氢原子的能级图(如图1432)：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级.按能量的大小用图象表

4、示出来即能级图其中n1的定态称为基态.n2以上的定态，称为激发态.图1432 1.卢瑟福的原子核式结构问题：卢瑟福为什么要用粒子散射实验研究原子的结构？解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的结构，而粒子有足够能量，可以穿过原子，并且利用荧光作用可观察粒子的散射情况，所以选取粒子进行散射实验例1：英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象下图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的图是()解析：粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显当正好击中原子核时由于粒子质量较

5、小而反弹所以BCD选项正确答案：BCD警示：对粒子散射实验的理解易错点主要表现为对关键词理解不够；对粒子偏转的原因理解不透导致错误图14332.氢原子的能级图及应用(1)氢原子能级图(2)氢原子能级图的应用能级图中横线表示氢原子可能的能量状态定态氢原子可以有无穷多个定态横线左端的数字“1,2,3，”表示轨道量子数横线右端的数字“13.6，3.4，”表示氢原子各定态的能量值(能级)量子数n1的定态能量值最小，这个状态叫做基态量子数越大，能量值越大，这些状态叫激发态相邻横线间的距离不相等，表示相邻的能级差不等，量子数越大，相邻的能级差越小例2：氢原子能级如图1433所示，用光子能量为E1光照射到一

6、群处于基态的氢原子，可以看到三条光谱线，用光子能量为E2的光照射到该群处于基态的氢原子，就可以看到六条光谱线，对于E1、E2的比较，下列说法正确的是()AE22E1 BE22E1 CE1E2E112eV点评：本题考查的知识点有光子能量、玻尔理论、氢原子能级跃迁等知识点；氢原子从基态吸收光子向高能级进行一次性跃迁，然后向低能级跃迁就存在多种形式，比如可以从n3直接跃迁到n1，也可以先跃迁到n2，然后再跃迁到n1，因此大量处于n3的氢原子就可以产生三种不同频率的光，即三条光谱线 3.粒子散射实验中的功能问题问题：粒子接近原子核时，如何从能量的角度进行分析解答：粒子接近原子核时，电场力做负功，粒子的

7、动能减小，电势能增加，反之，粒子离开原子核时，电场力做正功，粒子的动能增加，电势能减小例3：根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图1434中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹在粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大 图1434解析：粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b点运动到c点的过程中电场力做正功，动能增大，电势能减小，故选项A、B错误；a与c在同一等势面上，故ac的过程中电场力做的总功为零，故选

8、项C正确；越靠近原子核，粒子受到的电场力越大，加速度越大，故选项D错误综述C项正确答案：C点评：粒子接近原子核的过程是一个加速度减小的变速过程，所以解决相关的问题优先考虑功能规律1.(多选)如图1435所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()图1435A放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：粒子散射实验的结果是，绝大多数粒子穿过金

9、箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生了较大的偏转因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、极少数，故A、D正确答案：AD2.(单选)图1436所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是()图1436 A原子A可能辐射出3种频率的光子B原子B可能辐射出3种频率的光子C原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E答案：B3.(单选)在粒子散射实验中，使少数粒子发生大角度偏转的作用力是()A原子核对粒子的万有引力B原子核对粒子的库仑力C原子核对粒子的磁场力D原子核对粒子的核力B4.1911年卢瑟福依据粒子散射实验中粒子发生了_(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型若用动能为1MeV的粒子轰击金箔，则其速度约为 _m/s.(质子和中子的质量均为1.671027kg,1MeV1106eV)