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1、第十八章 原子结构 章末小结 知识结构 规律方法 一 原子核式结构模型1 粒子散射实验 1 实验装置 如下图所示 2 实验条件 金属箔是由重金属原子组成 很薄 厚度接近单原子的直径 全部设备装在真空环境中 因为 粒子很容易使气体电离 在空气中只能前进几厘米 显微镜可在底盘上旋转 可在360 的范围内进行观察 3 实验结果 粒子穿过金箔后 绝大多数沿原方向前进 少数发生较大角度偏转 极少数偏转角度大于90 甚至被弹回 粒子的大角度散射现象无法用汤姆孙的原子模型解释 粒子散射实验的结果揭示了 原子内部绝大部分是空的 原子内部有一个很小的 核 2 核式结构模型对 粒子散射实验的解释 1 因为原子核很
2、小 原子的大部分空间是空的 大部分 粒子穿过金箔时离核很远 受到的库仑力很小 运动几乎不受影响 因而大部分 粒子穿过金箔后 运动方向几乎不改变 2 只有少数 粒子从原子核附近飞过 受到原子核的库仑力较大 才发生较大角度的偏转 3 核式结构学说 1 核式结构学说 在原子的中心有一个很小的原子核 原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内 电子绕核运转 2 电子由离核近的轨道跃迁到离核远的轨道 能量增加 电势能增加 动能减少 受到的库仑力变小 上海理工大学附中2015 2016学年高二下学期期中 如图所示为卢瑟福 粒子散射实验装置的示意图 图中的显微镜可在圆周轨道上转动 通过显微镜前相连的荧
3、光屏可观察 粒子在各个角度的散射情况 下列说法中正确的是 典例1 C A 在图中的A B两位置分别进行观察 相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B 在图中的B位置进行观察 屏上观察不到任何闪光C 卢瑟福选用不同金属箔片作为 粒子散射的靶 观察到的实验结果基本相似D 粒子发生散射的主要原因是 粒子撞击到金原子后产生的反弹解题指导 以 粒子散射实验 的现象和核式结构模型入手解答 解析 放在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 说明大多数粒子基本不偏折 可知金箔原子内部很空旷 故A错误 放在B位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数极少 说明极少粒子发生大角度偏折 故B错误 选用不同金属箔片作
4、为 粒子散射的靶 观察到的实验结果基本相似 故C正确 主要原因是 粒子接近金原子后 因库仑力作用 且质量较大 从而出现的反弹 故D错误 二 氢原子光谱问题1 氢原子的能级图 1 能级图如图所示 典例2 D 解题指导 根据氢原子能级跃迁规律分析求解 触及高考 近几年高考对本章内容考查较少 考查重点是 粒子散射实验 玻尔理论 氢原子光谱及氢原子的能级结构 有时单独考查 有时与其他知识综合考查 考查形式有选择题 填空题 2018 天津卷 5 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H H H 和H 都是氢原子中电子从量子数n 2的能级跃迁到n 2的能级时发出的光 它们在真空中的波长由长到短 可以判定 A
5、H 对应的前后能级之差最小B 同一介质对H 的折射率最大C 同一介质中H 的传播速度最大D 用H 照射某一金属能发生光电效应 则H 也一定能 例题 A 一 考题探析 1 多选 2016 海南物理 17 下列说法正确的是 A 爱因斯坦在光的粒子性的基础上 建立了光电效应方程B 康普顿效应表明光子只具有能量 不具有动量C 玻尔成功地解释了氢原子光谱的实验规律D 卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E 德布罗意指出微观粒子的动量越大 其对应的波长就越长 ACD 二 临场练兵 2 2016 北京理综 13 处于n 3能级的大量氢原子 向低能级跃迁时 辐射光的频率有 A 1种B 2种C 3种
6、D 4种解析 大量氢原子从n 3能级向低能级跃迁时 能级跃迁图如图所示 有3种跃迁情况 故辐射光的频率有3种 选项C正确 C 3 多选 2018 浙江卷 15 氢原子的能级图如图所示 关于大量氢原子的能级跃迁 下列说法正确的是 可见光的波长范围4 0 10 7 7 6 10 7m 普朗克常量h 6 6 10 34J s 真空中的光速c 3 0 108m s BC A 氢原子从高能级跃迁到基态时会辐射 射线B 氢原子处在n 4能级 会辐射可见光C 氢原子从高能级向n 3能级跃迁时 辐射的光具有显著的热效应D 氢原子从高能级向n 2能级跃迁时 辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1 89eV
