2019-2020学年高中物理 第2章 章末复习课课件 教科版选修3-5

栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合第二章原子结构章末复习课栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合巩固知识整层合栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合[体系构建]原子结构栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合原子结构栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合玻尔的原子模型三个基本假设定态假设跃迁假设轨道量子化假设成功解释了氢原子光谱频率条件：能级跃迁hν＝Em－Enm＞n氢原子能量的量子化：En＝1n2E1n＝1，2，3，…，E1＝－13.6eV轨道量子化：rn＝n2r1n＝1，2，3，…，r1＝0.53×10－10m局限性：不能解释复杂原子的光谱氢原子光谱与能级结构氢原子光谱的特点及规律玻尔理论对氢原子光谱的解释氢原子光谱巴尔末公式：1λ＝R122－1n2n＝3，4，5，6，…，R＝1.10×107m－1原子结构栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合[核心速填]1．电子的发现1897年，______发现了比原子更小的“微粒”——电子，并且推定它广泛地存在于各种原子内部，从而打破了原子不可分的观念．汤姆孙栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合2．原子的核式结构模型卢瑟福基于__________实验的事实提出了原子的“核式结构模型”：在原子中间有一个体积很小的、带正电荷的核，原子核的直径约为______，只有原子直径的1/100000，但它几乎集中了原子的所有质量，电子在核外绕核运动．α粒子散射10－15m栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合3．光谱与光谱分析原子光谱是认识原子内部结构的重要标志．原子的发射光谱和吸收光谱都是____________，不同原子的光谱，明线和暗线的位置不同．________在科学技术中有广泛的应用．分立的线状谱光谱分析栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合(1)电子绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列______、______轨道．当电子在这些轨道上运动时，原子是______，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为____．分立的特定的稳定的定态栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合(2)原子处于定态的能量用En表示，n称为______．当原子从一个定态____到另一个定态时，即电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会向外__________光子．光子的频率满足hν＝__________En、Em分别为原子的高能级和低能级．用玻尔的原子结构理论可以很好地解释氢原子及其他类氢原子的光谱规律，但它也有局限性．量子数跃迁辐射或吸收En－Em栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合提升能力强层化栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合两个重要的物理思想方法1．模型法人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆孙模型、卢瑟福模型、玻尔模型、电子云模型(如图所示)．栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合2．假设法假设法是学习物理规律常用的方法，前边我们学过的安培分子电流假说，现在大家知道从物质微观结构来看是正确的，它就是核外电子绕核旋转所形成的电流．在当时的实验条件下是“假说”．玻尔的原子结构理论是为解决核式结构模型的困惑而提出的，他的成功在于引入量子理论，局限性在于保留了轨道的概念，没有彻底脱离经典物理学框架．栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合【例1】(多选)卢瑟福的α粒子散射实验说明了下列哪种情况()A．原子内的正电荷全部集中在原子核里B．原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上C．原子内的正负电荷是一对一整齐排列的D．原子的几乎全部质量都集中在原子核里栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合AD[卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转，这是原子中带正电部分作用的结果，由于大角度偏转的α粒子数极少，说明原子中绝大部分是空的，带正电部分的体积很小，带负电的电子绕核运动的向心力即是原子核对它的引力，而电子质量极小，故原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，选项A、D正确．]栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合1．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．在实验中观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转角度超过90°，有的甚至被弹回B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的斥力使α粒子偏转，当α粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合C．实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合AC[由α粒子散射实验结果知，A正确；由于电子的质量远小于α粒子的质量，对α粒子的运动影响极小，使α粒子发生明显偏转的是原子核的斥力，B错误；实验表明：原子具有核式结构，核极小，但含有全部的正电荷和几乎所有的质量，C正确，D错误．]栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合玻尔理论1．玻尔原子模型(1)量子化观点：电子的可能轨道半径、原子的能量、原子跃迁辐射或吸收光子的频率都只能是分立的、不连续的值．(2)对应关系：电子处于某一可能轨道对应原子的一种能量状态．(3)定态观点：电子在某一可能轨道上运动时，原子是不向外辐射电磁波的，轨道与能量是稳定的．栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合(4)跃迁观点：能级跃迁时辐射或吸收光子的能量，hν＝Em－En(m＞n)．(5)①原子吸收光子能量是有条件的，只有等于某两个能级差时才被吸收发生跃迁．②如果入射光的能量E≥13.6eV，原子也能吸收光子，则原子电离．③用粒子碰撞的方法使原子能级跃迁时，粒子能量大于能级差即可．栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合2．跃迁与光谱线原子处于基态时，原子是稳定的，但原子在吸收能量跃迁到激发态后，就不稳定了，这时就会向低能级定态跃迁，而跃迁到基态，有时是经多次跃迁再到基态．一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：N＝C2n＝nn－12.栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合【例2】将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子质量me＝9.1×10－31kg)栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合[解析](1)n＝2时，E2＝－13.622eV＝－3.4eV，所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4eVν＝ΔEh＝3.4×1.6×10－196.63×10－34Hz≈8.21×1014Hz.栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合(2)波长为200nm的紫外线一个光子所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9J＝9.945×10－19J电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19J＝5.44×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝12mev2代入数值解得v≈9.95×105m/s.[答案](1)8.21×1014Hz(2)9.95×105m/s栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合[一语通关](1)氢原子在某激发态的电离能大小等于该能级的能量值．(2)电子电离后若有多余的能量将以电子动能的形式存在．栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合2．(多选)μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于()A．h(ν3－ν1)B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．h(ν6－ν4)栏目导航栏目导航提升层·能力强化巩固层·知识整合CD[μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，即μ子吸收能量后先从n＝2能级跃迁到n＝4能级，然后从n＝4能级向低能级跃迁．辐射光子按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1，所以能量E与hν3相等，也等于h(ν6－ν4)，故C、D正确．]