物理選修3---5第十八章：原子結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)匯總

1、91物理選修3-5第十八章：原子結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)匯總（訓(xùn)練版）知識(shí)點(diǎn)一、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：1、電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生，對(duì)陰極射線進(jìn)行了一系列的研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而打破了原子不可再分的觀念。2、湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個(gè)帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，而帶負(fù)電的電子鑲嵌在正電荷中。這就是湯姆生的棗糕式原子模型。知識(shí)點(diǎn)二、粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核結(jié)構(gòu)模型1、粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，盧瑟福及助手蓋革手嗎斯頓完成實(shí)驗(yàn)裝置的組成：放射源、金箔、熒光屏 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a. 絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)方向運(yùn)動(dòng)，不

2、發(fā)生偏轉(zhuǎn)。b. 有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)c. 有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90度，有的幾乎達(dá)到180度，即被反向彈回。2、原子的核式結(jié)構(gòu)模型：由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會(huì)使粒子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過(guò)金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運(yùn)動(dòng)將不發(fā)生明顯改變。散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。1911年，盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析計(jì)算提出原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心存在一個(gè)很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的

3、質(zhì)量，帶負(fù)電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。原子核半徑小于m,原子軌道半徑約m。3、盧瑟福對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋電子對(duì)粒子的作用忽略不計(jì)。因?yàn)樵雍撕苄?，大部分粒子穿過(guò)原子時(shí)離原子核很遠(yuǎn)，受到較小的庫(kù)侖斥力，運(yùn)動(dòng)幾乎不改變方向。極少數(shù)粒子穿過(guò)原子時(shí)離原子核很近，因此受到很強(qiáng)的庫(kù)侖斥力，發(fā)生大角度散射。4、核式結(jié)構(gòu)的不足認(rèn)為原子壽命的極短；認(rèn)為原子發(fā)射的光譜應(yīng)該是連續(xù)的。知識(shí)點(diǎn)三、氫原子光譜1、光譜的種類：（1）發(fā)射光譜：物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜；稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線狀譜（明線光譜），比如霓虹燈發(fā)光光譜就是線狀光譜。不同元素的線狀譜線不同，又稱特征譜線。（2）吸

4、收光譜：連續(xù)譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜，元素能發(fā)射出何種頻率的光，就相應(yīng)能吸收何種頻率的光。因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。吸收光譜主要研究太陽(yáng)光譜。2、氫原子的光譜是線狀的（這些亮線稱為原子的特征譜線），即輻射波長(zhǎng)是分立的。3、 氫光譜規(guī)律公式： m=1、2、3，對(duì)于每個(gè)m，n=m+1,m+2,m+3m=2時(shí)，對(duì)應(yīng)巴爾末系，其中有四條可見(jiàn)光，一條紅色光、一條是藍(lán)靛光、另外兩條是紫光。4、光譜分析原理：利用元素的特征譜線（線狀譜或吸收光譜）鑒別物質(zhì)的分析方法。知識(shí)點(diǎn)四、波爾的原子模型1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的困難：盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾（矛盾為

5、：a、原子是不穩(wěn)定的；b、原子光譜是連續(xù)譜），1913年玻爾（丹麥）在其基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上，提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設(shè)（1）電子軌道量子化假設(shè)：電子可能的軌道半徑r=n2r1 ， r1=0.053nm，n=1、2、3 .。電子繞核旋轉(zhuǎn)可能的軌道是分立的。（2）原子能量狀態(tài)量子化（定態(tài)）假設(shè)：取氫原子電離時(shí)原子能量為0，即選定離核無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，用定積分求得E1= -13.6ev. ，E1 = 13.6ev原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值，叫做它的能

6、級(jí)。原子處于最低能級(jí)時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)叫做基態(tài)；原子處于較高能級(jí)時(shí)電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。（3）原子躍遷假設(shè)（針對(duì)原子的線狀譜提出）：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出光子。電子吸收光子時(shí)會(huì)從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的軌道。注：電子只吸收或發(fā)射特定頻率的光子完成原子內(nèi)的躍遷。如果要使電子電離，光子的能量 與氫原子能量之和大于等于零即可。3、玻爾模型的局限性：玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提出了能級(jí)和躍遷的概念，能解釋氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的機(jī)理、氫原子的線狀譜），局限之處在于它過(guò)多地保留了經(jīng)典理論（經(jīng)典粒子、軌道等）

7、，無(wú)法解釋復(fù)雜原子的光譜。4、現(xiàn)代原子模型：電子繞核運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)帶負(fù)電荷的云團(tuán)，對(duì)于具有波粒二象性的微觀粒子，在一個(gè)確定時(shí)刻其空間坐標(biāo)與動(dòng)量不能同時(shí)測(cè)準(zhǔn)，是這德國(guó)物理學(xué)家海森堡在1927年 提出的著名的測(cè)不準(zhǔn)原理?，F(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用電子云來(lái)描述。針對(duì)性訓(xùn)練1、對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的描述，你認(rèn)為正確的有：（ ）A實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡B金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響C如果不用金箔改用鋁箔，就不會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象；D實(shí)驗(yàn)裝置放在空氣中和真空中都可以2、在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有極少數(shù)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(gè)很小的核上B正電荷在原子中

8、是均勻分布的C原子中存在著帶負(fù)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3、在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果兩個(gè)具有相同能量的粒子，從不同大小的角度散射出來(lái)，則散射角度大的這個(gè)粒子（ ）A更接近原子核B更遠(yuǎn)離原子核C受到一個(gè)以上的原子核作用D受到原子核較大的沖量作用4、盧瑟福通過(guò)對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出A原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B原子核內(nèi)有中子存在 C電子是原子的組成部分 D原子核是由質(zhì)子和中子組成的5、圖中的圓點(diǎn)代表粒子散射實(shí)驗(yàn)中的原子核，帶箭頭的曲線代表粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生的是：（ ）6、根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示

9、一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )A動(dòng)能先增大，后減小B電勢(shì)能先減小，后增大C電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零D加速度先變小，后變大7、用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的一群氫原子。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為1、2、3，由此可知，開始用來(lái)照射容器的單色光的光子能量可以表示為：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3) 以上表示式中 A只有正確 B只有正確 C只有正確 D只有正確8、現(xiàn)有1200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假設(shè)處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的。A2200 B2000 C1200 D24009、氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為，問(wèn)：（1）氫原子在n =4的定態(tài)時(shí)，可放出幾種頻率的光？其中最小頻率等于多少Hz？（2）若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射此原子？10、對(duì)于基態(tài)氫原子，下列說(shuō)法正確的是（ ）A、它能吸收10.2eV的光子 B、它能吸收11eV的光子C、它能吸收14eV的光子 D、它能吸收具有11eV動(dòng)能的電子的部分動(dòng)能