原子结构
学习目标
1. 巩固理解本章知识点
2. 会利用本章知识及方法解决实际问题
重点难点
重点：掌握本章所涉及的物理方法
难点：利用本章知识及方法解决实际问题
教学设计
【课堂学习】
学习活动一：基本概念和基本规律
问题1：电子的发现
问题2：原子的核式结构模型。
问题3：光谱与光谱分析
问题4：玻尔关于原子结构的理论
学习活动二：有关a粒子散射实验的题型分析
例1：对粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有（ ）
A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜
B．金箔的厚度对实验无影响
C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象；
D．实验装置放在空气中和真空中都可以
正确答案为A。金的延展性好，可以做的很薄，金的原子核的质量远远大于粒子的质量，根据动量守恒定律可知，这样当粒子与金核相碰撞时才能发生大角度散射，甚至被反向弹回，所以粒子散射实验中选用的材料是金箔。
例2：卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
正确答案为A。α粒子散射实验中，α粒子的大角度偏转是由于受到原子核内集中的正电荷的作用。
例3：在粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个粒子（ ）
A．更接近原子核 B．更远离原子核．
C．受到一个以上的原子核作用 D．受到原子核较大的冲量作用
正确答案为A、D。
例4：图中的圆点代表粒子散射实验中的原子核，带箭头的曲线代表粒子的径迹，其中不可能发生的是：（ ）
6
正确答案为C。根据粒子散射实验可知，粒子不可能与原子核相吸引，因为它们是同种电荷。
例5：根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是( )
A．动能先增大，后减小
B．电势能先减小，后增大
C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D．加速度先变小，后变大
正确答案为C。粒子带正电荷，所以原子核对 粒子的电场力先做负功后正功，电势能先增大后减小，电场力先变大后变小，所以加速度先变大后变小。
学习活动三：有关波尔理论的题型分析
1
2
3
v3
v2
v1
例6：用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中
A．只有①③正确 B．只有②正确
C．只有②③正确 D．只有④正确
正确答案为C.
1200
400
600
n=4
n=3
n=2
n=1
400
400
400
200
200
600
例7:现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假设处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。
A．2200 B．2000 C．1200 D．2400
正确答案为A.
例8:氢原子处于基态时，原子的能量为，问：
（1）氢原子在n =4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少Hz？
（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射此原子？
解答：（1）根据玻尔理论，氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性：
由可知能级之间的能量差减小，辐射光子的频率就越低，由下图可知，
从n =4跃迁到n =3，辐射的能量最少-0.85
-1.51
-3.4
n=4
n=3
n=2
n=1
-13.6
E/eV
n
6
=
= 1.6×
（2）欲使氢原子电离，即将电子移到离核无穷远处，此时，由能量守恒有：
而这份能量对应光子的最小频率应为：
故要使基态的氢原子电离，照射光的频率至少应为3.28 ×，若照射光频率高于这一值，使原子电离后多余的能量为电子的动能。
例9:对于基态氢原子，下列说法正确的是（ ）
A、它能吸收10.2eV的光子
B、它能吸收11eV的光子
C、它能吸收14eV的光子
D、它能吸收具有11eV动能的电子的部分动能
正确答案为ACD。光子能量只能全部被吸收，而电子能量则可以部分被吸收。
例10:设氢原子的基态能量为E1。某激发态的能量为E，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所________________（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为________。
正确答案为： 辐射，
【板书设计】
高考题赏析：
【2015天津-1】1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是
A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现
C．粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现
【答案】C
【解析】光电效应实验说明光具有粒子性；伦琴射线的发现说明原子核内也有结构；氢原子光谱的发现说明原子中的电子轨道量子化和定态，不同元素的原子具有不同的特征谱线。
粒子散射实验揭示原子具有核式结构。选项C正确。
【考点】氢原子光谱；光电效应；原子的核式结构
碰撞与动量守恒复习
一、电子的发现
二、原子的核式结构模型。
三、光谱与光谱分析
四、玻尔关于原子结构的理论
例题：有关a粒子散射实验的题型分析
6
例题：有关波尔理论的题型分析
6
课堂反馈
1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( )。
(A)全部穿过或发生很小的偏转
(B)全部发生很大的偏转
(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回
(D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回
2.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E
表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则( )。
(A)E2>E1,r2>r1 (B)E2>E1,r2
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