高考物理 第2讲 原子结构 原子核考点知识总复习教案58.doc

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1、第2讲　原子结构　原子核氢原子光谱　氢原子的能级结构、能级公式　　Ⅰ(考纲要求)1．原子的核式结构(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．(2)原子的核式结构图1－2－1①α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来，如图1－2－1所示．②卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．③原子核的尺度：原子核直

2、径的数量级为10－15m，原子直径的数量级约为10－10m.④原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数．2．氢原子光谱(1)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1，n为量子数．(2)玻尔理论①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量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．②跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两

3、个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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也是不连续的．3．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级①能级图如图1－2－2所示图1－3－2②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——定态横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数横线右端的数字“－13.6，－3.40…”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

4、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－En(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.1．认识原子结构的线索气体放电的研究―→阴极射线―→发现电子―→汤姆孙的“枣糕”模型卢瑟福核式结构模型玻尔模型．2．玻尔理论的基本内容能级假设：氢原子En＝，n为量子数．跃迁假设

5、：hν＝E末－E初．轨道量子化假设：氢原子rn＝n2r1，n为量子数．3．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝，随n增大而增大，其中E1＝－13.6eV.(2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即k＝m，所以Ekn＝k，随r增大而减小．(3)电势能通过库仑力做功判断电势能的增减．当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加．4．记住一些结论(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射的光谱条数为N＝.(2)只有光子能量恰好等于

6、跃迁所需的能量(hν＝Em－En)时，光子才被吸收．(3)入射光子能量大于电离能(hν＝E∞－En)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰　期放射性同位素　Ⅰ(考纲要求)1．天然放射现象、三种射线(1)天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)三种射线的比较射线名称比较项目　　α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2e－e0质量4mpmp＝1.67×10

7、－27kg静止质量为零符号24He－10eγ速度0.1c0.99cc垂直电磁场偏转情况偏转偏转不偏转贯穿本领最弱用一张薄纸能挡住较强穿透几厘米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：ZAX→Z－2A－4Y＋24Heβ衰变：ZAX→Z＋1　AY＋－10e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，

8、跟原子所处的物理或化学状态无关．3．放射性同位素及应用(1)同位素具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素．有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．天然放射性同位素不过四十多种，而人工制造的放射性同位素已达1000多种．(2)放射性同位素的应用①放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤