《点亮高考》物理系列教案：12.1《原子的结构能级》

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1、第十二章原子物理一、考纲要求内　　容要求说明1．氢原子光谱Ⅰ2．氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ3．氢原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ4．放射性同位素Ⅰ5．核力、核反应方程Ⅰ6．结合能、质量亏损Ⅰ7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ8．放射性的防护Ⅰ二、知识网络原子物理实验基础实验基础原子结构原子核基本粒子电子的发现α粒子散射实验光谱核式结构波尔理论天然放射现象原子核的人工转变核能衰变半衰期质子中子发现发射性同位素核组成质能方程裂变聚变第1讲原子的结构能级★一、考情直播1．考纲解读考纲内容能力要求考向定位1.氢原子光谱2.氢原子的能级结构、能级公式1.知道汤姆生发现电子同时

2、提出枣糕模型2.知道α考纲对氢原子光谱、能级结构和能级公式均是Ⅰ级要求．本部分高考的热点是α粒子散射实验及卢瑟福的核式结构模型3.知道波尔的三条假设及对氢原子计算的两个公式和氢原子能级粒子散射实验和波尔理论，高考中以选择题的形式出现．2．考点整合考点一卢瑟福的核式结构模型1.汤姆生在研究阴极射线时发现了，提出了原子的枣糕模型．2．α粒子散射实验α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是穿过金箔后仍沿原来方向前进，发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至.3.核式结构卢瑟福从行星模型得到启发，提出了原子的核式结构，这是一种联想思维.核式结构：在原子的中心有一个很小的，叫原子核，原子的都集中在

3、原子核里，带在核外空间运动.特别提醒：α粒子穿过金箔时，受到金原子核的库仑力作用，这个力是斥力，必然使α粒子向远离金原子核方向偏转，如图1所示的问题中：α粒子穿过金箔中的两个原子时，会受到这两个原子的原子核的合力的作用，由于α粒子距离原子核A较近，受到的A的斥力较大，故其合外力指向B原子核方向，其偏转轨迹应该是N.4.由α粒子散射实验数据还可以估算原子核的大小，卢瑟福估算的结果是：原子核的大小的数量级在以下.图2α粒子原子核A[例题1]如图2所示，为α粒子散射实验的示意图，A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置，则该α粒子在A点具有A．最大的速度B．最大的加速度C．最大的动能D．最

4、大的电势能【解析】α粒子在接近原子核的过程中受到原子核库仑排斥力的作用，这个力对α粒子做负功，使α粒子的速度减小，动能减小，电势能增大，显然，正确选项应该为BD答案：BD【规律总结】本题考查的知识点有两条，一是α粒子与原子核之间的库仑力，二是这个库仑力做负功，距离原子核越近，库仑力越大.【例题2】．（2008年上海）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了＿＿＿＿（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为＿＿＿＿＿m/s.（质子和中子的质量均为1.67×10－27kg，1MeV=1×106eV）【解析】根据

5、α粒子散射实验现象，α粒子发生了大角度散射.同时根据：代入数据答案：大，6.9×106【规律总结】一是电子伏特与焦耳之间的换算，；二是α粒子的质量应该是两个中子和两个质子的质量和，即：．考点二波尔模型1.波尔的三条假设：1）、能量量子化：原子只能处于一系列状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做.对氢原子满足：，其中2）、轨道量子化：原子的跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的.对氢原子满足：，其中.3）、能级跃迁：原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种定态（设能量为E1）时，

6、它一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即.2.氢原子能级图：如图3所示图33.波尔理论的局限性波尔理论成功解释了氢原子光谱，但对其它原子光谱的解释则不成功，主要原因是波尔理论过多的保留了经典物理理论.特别提醒：1.原子从低能级向高能级的跃迁：当光子作用使原子发生跃迁时，只有光子的能量满足的跃迁条件时，原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁.（电离除外，比如光子能量为14eV的光子照射基态氢原子，会使基态的氢原子电离，电离后电子还具有14eV-13.6eV=0.6eV的初动能.）当电子等实物粒子作用在原子上，只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，即可使原子受

7、激发而向较高能级跃迁.2.原子从高能级向低能级的跃迁：当一群氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，可能产生的谱线条数为n(n-1)/2；当一个氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，最多可产生的谱线条数为（n-1），若氢原子的从高能级向某一确定的低能级跃迁，只能产生一条谱线【例题3】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中：Ａ.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大Ｂ.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小Ｃ.原子要吸收光子，电子的动能