高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)章末學案新人教版選修

1、第十八章 原子結(jié)構(gòu)章末復(fù)習【知識網(wǎng)絡(luò)梳理】【知識要點與方法指導(dǎo)】一、重點、難點、方法1原子核式結(jié)構(gòu)的提出與粒子散射實驗的關(guān)系盧瑟福設(shè)計的粒子散射實驗是為了探究原子內(nèi)電荷的分布，并非為了驗證湯姆孫模型的正與誤，他在做了粒子散射實驗后，根據(jù)實驗現(xiàn)象的分析提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”模型。2對氫原子能級躍遷的理解（1）原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級向高能級躍遷，而當光子能量大于或小于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）當光子能量大

2、于或等于13.6eV時，也可以被氫原子吸收，使氫原子電離；當氫原子吸收的光子能量大于13.6eV。氫原子電離后，電子具有一定的初動能。一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，可能輻射出的光譜線條數(shù)為。（4）原子還可吸收外來實物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)，由于實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差值（），均可使原子發(fā)生能級躍遷。（5）躍遷時電子動能、原子勢能與原子能量的變化當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能減小，電子動能增大，原子能量減小。反之，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子能動減小

3、，原子能量增大。二、要點深化原子躍子時需注意以下幾個問題：1一群氫原子和一個氫原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了，所以，要注意一群氫原子處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，可能輻射的光譜線條數(shù)為，而一個氫原子處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，可能輻射的光譜線條數(shù)為。2直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，有時可能間接躍遷，兩種情況的輻射（或吸收）光子的頻率可能不同。3躍遷與電離原子躍遷時，不管是吸收還是輻射光子，其光

4、子的能量都必須等于這兩個能級的能量差，若想把處于某一定態(tài)的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量，若基態(tài)原子電離（即上升到），其電離能為13.6ev，只要能量等于或大于13.6ev的光子都能將基態(tài)氫原子電離。只不過入射光子的能量越大，電離后的電子獲得的動能越大?！镜漕}探究】【例1】在粒子散射實驗中，當在粒子最接近原子核時，關(guān)于描述粒子的有關(guān)物理量符合下列哪種情況？（ ）。A動能最小B勢能最小C粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小D粒子所受金原子核的斥力最大解析粒子和金原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥力，兩者距離減小時，庫侖力做負功，故粒子動能減小，電勢能增加；系統(tǒng)的能量守恒，由庫侖定律可知隨著距

5、離的減小，庫侖斥力逐漸增大。答案AD【例2】氫原子的能級如圖所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV3.11eV。下列說法錯誤的是（ ）。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種不同頻率的可見光解析大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，共可發(fā)出6種頻率的光，其中在可見光范圍內(nèi)的有n=4到n=2和n=3到n=2兩種，故選D項，不選C項。n=3能級能量為，因紫外線能量大于，故紫外線可

6、使處于n=3能級的原子電離，故不選A項。n=4能級躍遷到n=3能級釋放能量為，此光為紅外線具有顯著熱效應(yīng)，故不選B項。答案D【例3】已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為，基態(tài)的能級值為。（1）求電子在n=2的軌道上運動所形成的等效電流強度；（2）有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)，畫出一能級圖并在圖上用箭頭表示這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線；（3）計算出這幾條譜線中最長的波長。解析（1）電子的繞核運轉(zhuǎn)具有周期性，設(shè)運轉(zhuǎn)周期為T，由牛頓第二定律和庫侖定律可知：，且；對軌道上任一處，每一周期通過該處的電量為e，由電流強度的定義式，可求得等效電流強度；聯(lián)立上述三式可得：。（2）由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會得到三條譜線，如圖所示：（3）三條光