【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第15章第二節(jié)原子結(jié)構(gòu) 能級(jí) 原子光譜課件 大綱 

1、2021/8/11 星期三1第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)能級(jí)原子光譜2021/8/11 星期三2課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)能級(jí)原子光譜基礎(chǔ)知識(shí)梳理2021/8/11 星期三3基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、原子結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國(guó)物理學(xué)家_發(fā)現(xiàn)了電子，明確電子是原子的組成部分，揭開(kāi)了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕2原子的核式結(jié)構(gòu)(1)19091911年，英國(guó)物理學(xué)家_進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了核式結(jié)構(gòu)模型(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1521所示湯姆孫盧瑟福2021/8/11 星期三4圖15212021/8/11 星期三5實(shí)驗(yàn)結(jié)果：粒子穿過(guò)金箔后，絕大多數(shù)沿_前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生_偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度

2、大于90，甚至被彈回(3)核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部_和幾乎全部_都集中在原子核里，帶負(fù)電的_在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)二、玻爾理論、能級(jí)1玻爾原子模型(1)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是_的直線大角度正電荷質(zhì)量電子量子化2021/8/11 星期三6(2)定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的這些不同的狀態(tài)叫定態(tài)在各個(gè)定態(tài)中，原子是_的，不向外輻射能量(3)躍遷假設(shè)：原子從一個(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍遷時(shí)要_或_一定頻率的光子，該光子的能量等于兩個(gè)狀態(tài)的_，即

3、h_.量子化穩(wěn)定吸收放出能量差EmEn2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8圖15222021/8/11 星期三9三、原子光譜1定義：稀薄氣體放電所發(fā)出的光譜是_的，它只發(fā)出幾種確定頻率的光，因此光譜線是_的，這種分立的線狀譜叫原子光譜2形成的原因：不同原子的結(jié)構(gòu)不同，能級(jí)不同，因此在輻射光子時(shí)，光子的_不同3光譜分析：每種元素光譜中的譜線分布都與其他元素不同，因此我們可以通過(guò)對(duì)光譜的分析知道發(fā)光的是什么元素，利用光譜分析可以確定樣品中的元素組成不連續(xù)分離頻率2021/8/11 星期三10四、氫原子的電子云1定義：用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的_，畫(huà)出圖來(lái)，就像云霧一

4、樣2應(yīng)用：通過(guò)_可以知道電子在原子核附近出現(xiàn)的概率概率電子云2021/8/11 星期三11課堂互動(dòng)講練一、對(duì)氫原子躍遷的理解1原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷：吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hE末E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量h大于或小于E末E初時(shí)都不能被原子吸收2原子從高能級(jí)向低能級(jí)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(shí)的兩能級(jí)間的能量差2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三134原子還可吸收外來(lái)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)能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量

5、大于或等于兩能級(jí)的能量差值(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷2021/8/11 星期三14特別提醒：原子在各能級(jí)間躍遷時(shí)，所吸收的光子的能量只能等于兩能級(jí)間的能級(jí)差原子電離時(shí)所吸收的光子的能量滿足EEEn.2021/8/11 星期三151.氫原子的能級(jí)如圖1523所示，已知可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62 eV3.11 eV.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖1523即時(shí)應(yīng)用2021/8/11 星期三16A處于n3能級(jí)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(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng)C大量處于n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出6種不同頻率的光D大量處于n4

6、能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出3種不同頻率的光2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18二、氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢(shì)能與原子能量的變化2021/8/11 星期三193電勢(shì)能通過(guò)庫(kù)侖力做功判斷電勢(shì)能的增減當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)能減小；反之，軌道半徑增大時(shí)，電勢(shì)能增加2021/8/11 星期三20即時(shí)應(yīng)用2.氫原子輻射出一個(gè)光子后()A電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大B電子的動(dòng)能增大C氫原子的電勢(shì)能增大D原子的能級(jí)值增大解析：選B.放出光子后，原子能量減小，電子軌道半徑減小，速度增大，動(dòng)能增大，而電勢(shì)能減小，故只有B正確2021/8/11 星期三21經(jīng)典題型探究題型一原

7、子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn) 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)：(1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是()A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證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)很小的核內(nèi)D說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)例12021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23【解析】粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子，所以C對(duì)，A、B錯(cuò)玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯(cuò)(2)從能量轉(zhuǎn)化角度看，當(dāng)粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能

8、全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，設(shè)粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為2021/8/11 星期三24【答案】(1)C(2)2.71014 m2021/8/11 星期三25 已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r10.531010 m，基態(tài)的能級(jí)值為E113.6 eV.(1)求電子在n1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài)，畫(huà)一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng)題型二與玻爾理論有關(guān)的計(jì)算例22021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28(2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會(huì)得到三條光

9、譜線，如圖1524所示圖15242021/8/11 星期三29【答案】(1)1.05103 A(2)見(jiàn)解析(3)6.58107 m2021/8/11 星期三30【規(guī)律總結(jié)】(1)掌握原子躍遷的規(guī)律和特點(diǎn)是正確分析該題目的關(guān)鍵(2)在處理電子在原子核外繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題時(shí)，可認(rèn)為其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子一定需要向心力，而向心力只能來(lái)自于電子和原子核間的庫(kù)侖引力，據(jù)此可由圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)列出相應(yīng)的方程，進(jìn)行求解2021/8/11 星期三31題型三有關(guān)氫原子能量的計(jì)算例3 (滿分樣板10分)氫原子基態(tài)能量E113.6 eV，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r10.531010 m求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時(shí)：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三33【思路點(diǎn)撥】由玻爾的能級(jí)理論可求得(1)，玻爾的原子模型(軌道理論)和圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合可求得(2)，使原子電離與兩能級(jí)間的躍遷有所區(qū)別，不要將二者混淆，理解電離的實(shí)