2017-2018學(xué)年同步備課套餐之物理教科版選修3-5講義：第2章原子結(jié)構(gòu) 章末總結(jié)

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末總結(jié)一、對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型的理解1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)粒子仍沿原來的方向前進(jìn)；少數(shù)粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到180。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)3原子核的組成與尺度（1)原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)（2）原子核的大?。簩?shí)驗(yàn)確定的原子核半徑的數(shù)量級(jí)為1015 m，而原子的半徑的數(shù)量級(jí)是1010 m因而原子內(nèi)部十分“空曠”例1（多選)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（)

2、a絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動(dòng),說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使粒子受力平衡b絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說明這些粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是空的c極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小d極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明原子內(nèi)的電子對(duì)粒子的吸引力很大答案bc解析在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說明這些粒子未受到原子核明顯的力的作用,也說明原子核相對(duì)原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的，故a錯(cuò),b對(duì)；極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明會(huì)受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小,故c對(duì),d錯(cuò)二、玻爾氫原子理論1氫原子的半徑公式rn

3、n2r1（n1，2，3，),其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑,r10.531010 m。2氫原子的能級(jí)公式氫原子的能級(jí)公式:ene1（n1，2，3，)，其中e1為基態(tài)能量，e113.6 ev。3氫原子的能級(jí)圖(如圖1所示)圖1（1)能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)-定態(tài)（2）橫線左端的數(shù)字“1,2，3，”表示量子數(shù),右端的數(shù)字“13。6，3.4，”表示氫原子的能級(jí)(3)相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大，相鄰的能級(jí)差越?。?）帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷條件為henem(nm)例2如圖2為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子(）圖2a從n4能級(jí)躍遷到n

4、3能級(jí)比從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)b從n5能級(jí)躍遷到n1能級(jí)比從n5能級(jí)躍遷到n4能級(jí)輻射出電磁波的速度大c處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的d從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量答案a解析氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)輻射一定頻率的光子enemh，能級(jí)差值越大,輻射光子的頻率越大，波長(zhǎng)越短，e4e3e3e2,所以a項(xiàng)正確；輻射出的電磁波速度一樣大，b項(xiàng)錯(cuò)誤；處在不同能級(jí)時(shí)，核外電子出現(xiàn)的概率不一樣，能級(jí)越低，概率越大，c項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)氫原子一定放出能量，而不是氫原子核,故d錯(cuò)誤例3(多選）如圖3所示是氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則下

5、列說法正確的是()圖3a用波長(zhǎng)為600 nm的x射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離b用能量是10。2 ev的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子c用能量是2。5 ev的光子入射，可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)d用能量是11.0 ev的外來電子，可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)答案bd解析“穩(wěn)定的氫原子指處于基態(tài)的氫原子,要使其電離，光子的能量必須大于或等于13.6 ev,而波長(zhǎng)為600 nm的x射線的能量為eh6。631034 ev2.07 ev13.6 ev，a錯(cuò)誤因ee2e1(3。4 ev)(13。6 ev)10。2 ev,故10.2 ev的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到n2的激發(fā)態(tài)，b正確；2.5 ev的光子能量

6、不等于任何其他能級(jí)與基態(tài)的能級(jí)差,因此不能使氫原子發(fā)生躍遷,c錯(cuò)誤；外來電子可以將10。2 ev的能量傳遞給氫原子，使它激發(fā),外來電子還剩余11.0 ev10。2 ev0。8 ev的能量，d正確使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子光子與實(shí)物粒子(1）原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余,而激發(fā)到n1時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級(jí)的問題；（2）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(dòng)能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于兩能級(jí)的能量差(eenem），就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷1在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒

7、子最接近金原子核時(shí)，下列說法正確的是(）a動(dòng)能最小b電勢(shì)能最小c粒子和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小d加速度最小答案a解析在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子接近金原子核時(shí)，金原子核對(duì)粒子的作用力是斥力,對(duì)粒子做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，當(dāng)粒子離金原子核最近時(shí),它們之間的庫侖力最大，粒子的動(dòng)能最小，加速度最大由于受到的金原子核外電子的作用相對(duì)較小，與金原子核對(duì)粒子的庫侖力相比，可以忽略,因此只有庫侖力做功,所以機(jī)械能和電勢(shì)能整體上是守恒的,故系統(tǒng)的能量可以認(rèn)為不變綜上所述，正確選項(xiàng)應(yīng)為a.2盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說法正確的是（）a說明了質(zhì)子的存在b

8、說明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的c說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里d說明了正電荷均勻分布答案c解析粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫的棗糕式模型，即否定了正電荷均勻分布，d項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子的大角度散射，說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核里3(多選）欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施可行的是（)a用10。2 ev的光子照射b用11 ev的光子照射c用14 ev的光子照射d用10 ev的光子照射答案ac解析由氫原子能級(jí)圖可求得e2e13。4 ev(13。6 ev)10。2 ev，即10.2 ev是n2能級(jí)與基態(tài)之間的能量差，處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 ev的

9、光子后將躍遷到第一激發(fā)態(tài)，可使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，a項(xiàng)正確；ene111 ev、ene110 ev，即不滿足玻爾理論關(guān)于躍遷的條件,b、d項(xiàng)錯(cuò)誤；要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光的能量須不小于13。6 ev，而14 ev13。6 ev，故用14 ev的光子照射可使基態(tài)的氫原子電離，c項(xiàng)正確4如圖4所示為氫原子能級(jí)的示意圖現(xiàn)有大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)將輻射出若干不同頻率的光關(guān)于這些光，下列說法正確的是(）圖4a最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的b頻率最小的光是由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的c這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光d從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)答案d解析從n4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的能級(jí)差最大,即輻射出的光子能量最大，頻率最大，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)最小,是最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的，a錯(cuò)誤；從n4的激發(fā)態(tài)