第12講開課文稿

1、第12講：原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜使用時間：2012年2月27日 第四周 姓名學(xué)號小組評價教師評價班級小組學(xué)習(xí)目標：1、知識目標：了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型，理解玻爾的原子模型和氫原子光譜2、能力目標：畫能級圖解題能力；數(shù)學(xué)方法分析物理問題的能力。 學(xué)習(xí)重點：原子的核式結(jié)構(gòu)模型、玻爾的原子模型、氫原子光譜 學(xué)習(xí)難點：玻爾的原子模型問題導(dǎo)讀單 理解規(guī)律。一、學(xué)法指導(dǎo)：閱讀教材，識別現(xiàn)象，二、教材助讀：（一）、電子的發(fā)現(xiàn)1. 陰極射線的發(fā)現(xiàn)19世紀，科學(xué)家研究稀薄氣體放電2. 電子的發(fā)現(xiàn)湯姆孫確定陰極射線是由帶負電的粒子組成，并測定出它的比荷，之后實驗測定了它的電荷量，確定它是組成各種物質(zhì)的基本成分，稱之為

2、3. 電子的發(fā)現(xiàn)說明原子也是可再分的.（二）、原子的核式結(jié)構(gòu)模型（由 提出）1. 實驗基礎(chǔ)：a粒子散射實驗一一用 a粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本 上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于 90度，也就 是說它們幾乎被撞了回來.2. 原子結(jié)構(gòu)：在原子中心有一個很小的核（原子核）,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中 在原子核里，帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn) .a粒子散射實驗數(shù)據(jù)分析：由不同元素對 a粒子散射實驗數(shù)據(jù)可以確定各種元素原子核 ，原子的半徑是無法直接測量的，一般通過其他粒子與核的相互作用來確a粒子散射是估計的最簡單的方法。:直徑數(shù)量級在1

3、0_14 m10_15 m以下，原子大小數(shù)量級為 10-10，發(fā)現(xiàn)陰極發(fā)出一種射線用油滴3、的_定，4、原子核的大小m. I! ：厲盤子1附的罷號番 陽覬）I圈1S 2 J更子核或紹構(gòu)雷 型的C噸子射罔暈（三）、氫原子光譜1光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲的光的波長（頻率）和強度分 布的記錄，即光譜；這樣的光譜叫做線狀譜。2光譜分析：各種原子的發(fā)射光譜都是 ，不同原子的亮線位置 ，說明不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，因此這些亮線稱為原子的 。可以利用它做光譜分析，優(yōu)點是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達到就可以檢測到。（四）玻爾的原子模型1軌道量子化與定態(tài)電子的軌道是 ，即半徑不

4、是任意的，電子在這些軌道上繞核轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)。這些量子化的能量值叫做，能量最低的狀態(tài)叫做生電磁輻射。當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具 有不同的能量，因此原子的能量是 _ 原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為其他的狀態(tài)叫做JrKtV2頻率條件當(dāng)電子從能量教高的定態(tài)軌道（能量記為 為Em ）時，會能量為的當(dāng)電子 決定。三、熱點聚焦 熱點一三個原子模型的對比Em）到能量較底的定態(tài)軌道（能量記的光子，這個光子的能量由前后兩個能級 決定，即這個式子稱為會從較低的能級躍遷到較高的能級，吸收光子的能量同樣由實驗基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異成功和局限“棗糕”模型電子的發(fā)現(xiàn)帶正電物質(zhì)均勻分

5、 布在原子內(nèi)，電子鑲 嵌其中解釋了一些實驗事實,無法說明a粒子散射實 驗核式結(jié) 構(gòu)模型全部正電荷和幾乎 全部質(zhì)量集中在核 里,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 點熱點二對原子躍遷條件的理解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 才能被某一個原子吸收。2. 原子從高能級向低能級躍遷：_3. 原子吸收能量使電子成為自由電子：h V =E末-E初時,定能量的光子，輻射光子的能量滿足h V =E末-E初4.當(dāng)原子吸收實物粒子(如電子)的能量:5、一群氫原子處在 n能級最多可發(fā)出熱點三氫原子中電子運動的有關(guān)計算氫原子在各個不同的能量狀

6、態(tài)對應(yīng)不同的電子軌道 電勢能之和即為原子的能量，即E=Ek+Ep.(1)電子運動的動能與半徑的關(guān)系種光。，電子繞核做圓周運動的動能和系統(tǒng)的(2)系統(tǒng)的電勢能變化可根據(jù)庫侖力做功來判斷：四、典題分析【例1】、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說法中正確的是 A、電子軌道半徑越大B、核外電子的速率越大C、氫原子能級的能量越大D、核外電子的電勢能越大【例2】、處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時，只發(fā)射波長為單色光，且入 ?2 b,則照射光的波長為A .入 3B. b+ b+ b，有一群氫原子處在 n=3的能級上, 種能量的光子.入、【例3】如圖所示為氫原子的能級圖間躍遷時：(1)最多

7、可能放出(2)在哪兩個能級間躍遷時，所放出光子波長最長？波長是多少？(3)已知金屬鈉的截止頻率為5.53X 1014 Hz，普朗克常量h= 6.63X 1034 J s.請通過計算判斷，氫原子在哪兩個能級間躍遷時發(fā)出的光照射金屬鈉板，能發(fā)生光電效應(yīng).這些氫原子在能級E/eV -0占5 -1.51-13.6【例4】、.原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞).一個具有13.6 eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、也處于 基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰 .(1) 是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷(氫原子能級如第 3題圖所示)?(2) 若上述碰撞

8、中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動能至少為多少？問題解決單一、變式練習(xí)1在盧瑟福的a粒子散射實驗中，有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是A. 原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B. 正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C. 原子中存在著帶負電的電子D. 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型初步建立了原子結(jié)構(gòu)的正確圖景，能解決的問題有 A .解釋a粒子的散射實驗B. 用a粒子散射實驗數(shù)據(jù)估算了原子核的大小C .用a粒子散射實驗數(shù)據(jù)估算了原子的大小D.以上分析都不對3、為4、按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為 rb的圓軌道上，已知 rarb，則在此過程中(A、原子要發(fā)出一系列頻率的光子B、原子要吸收一系列頻率的光子C、原子要發(fā)出某一頻率的光子D、原子要吸收某一頻率的光子如圖所示 氫原子從n 2的某一能級躍遷到ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑)問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量 中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖n=2的能級，輻射出能量為 2.55 eV的光子.，才能使它輻射上述能量的光子？請在圖/eV-13.65、氫原子處于基態(tài)時，原子能級Ei=-13.6 eV,普朗克常量h=6.63X 10-34 J - s,現(xiàn)用光子能量 介于11 eV12.5 eV范圍內(nèi)的光去照射一大群處