2018-2019高中物理第十八章原子结构章末小结学案新人教版选修

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1、2018-2019高中物理第十八章原子结构章末小结学案新人教版选修一、原子核式结构模型1．α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α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：α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。α粒子的大角度散射现象无法用汤姆孙的原子模型解释，α粒子散射实验的结果揭示了：①原子内部绝大部分是空的；②原子内部有一个很小的“核”。2．核

2、式结构模型对α粒子散射实验的解释(1)因为原子核很小，原子的大部分空间是空的，大部分α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α粒子穿过金箔后，运动方向几乎不改变。(2)只有少数α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。典例1　(上海理工大学附中xx～xx高二下学期期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验

3、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光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是(　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α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹解题指导：以“α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

4、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为α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α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：(2)能级图中相关量意义的说明相关量表示意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数横线右端的数字“－13.6，－.40…”表示氢原子的能级相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大相邻的能级差越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－

5、En2．氢原子的能级跃迁(1)氢原子的能级原子各能级的关系为：En＝(n为量子数，n＝1,2,3，…)对于氢原子而言，基态能级：E1＝－13.6eV。(2)氢原子的能级跃迁能级跃迁包括辐射跃迁和吸收跃迁，可表示如下：高能级Em低能级En。典例2　(重庆十一中xx～xx高二下学期检测)如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是(　D　)A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象D．用n＝2能级跃迁到

6、n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应解题指导：根据氢原子能级跃迁规律分析求解。解析：处于n＝4能级的氢原子能发射＝6种频率的光，故A错误；核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量ΔE＝En－Em＝hν，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据ν＝可知频率越大，波长越小，又波长越大，越易发生明显的干涉和衍射现象。由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故最易发生衍射现象，故B、C错误；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为ΔE＝－3.4－(－13.6)＝1

7、0.2eV，大于6.34eV，能使该金属发生光电效应，故D正确。近几年高考对本章内容考查较少，考查重点是α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。一、考题探析例题(xx·天津卷，5)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，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　)A．Hα对应的前后能级之差最小B．同一介质对Hα的折射