物理選修原子結構知識點匯總

1、1物理選修3-5第十八章：原子結構知識點匯總（訓練版）知識點一、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：1、電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國物理學家湯姆生，對陰極射線進行了一系列的研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子存在精細結構，從而打破了原子不可再分的觀念。2、湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。這就是湯姆生的棗糕式原子模型。知識點二、粒子散射實驗和原子核結構模型1、粒子散射實驗：1909年，盧瑟福及助手蓋革手嗎斯頓完成實驗裝置的組成：放射源、金箔、熒光屏 實驗現(xiàn)象：a. 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動，不發(fā)

2、生偏轉。b. 有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉c. 有極少數(shù)粒子的偏轉角超過了90度，有的幾乎達到180度，即被反向彈回。2、原子的核式結構模型：由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會使粒子運動方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對粒子的運動產(chǎn)生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運動將不發(fā)生明顯改變。散射實驗現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。1911年，盧瑟福通過對粒子散射實驗的分析計算提出原子核式結構模型：在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質(zhì)

3、量，帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉。原子核半徑小于m,原子軌道半徑約m。3、盧瑟福對實驗結果的解釋電子對粒子的作用忽略不計。因為原子核很小，大部分粒子穿過原子時離原子核很遠，受到較小的庫侖斥力，運動幾乎不改變方向。極少數(shù)粒子穿過原子時離原子核很近，因此受到很強的庫侖斥力，發(fā)生大角度散射。4、核式結構的不足認為原子壽命的極短；認為原子發(fā)射的光譜應該是連續(xù)的。知識點三、氫原子光譜1、光譜的種類：（1）發(fā)射光譜：物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜；稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線狀譜（明線光譜），比如霓虹燈發(fā)光光譜就是線狀光譜。不同元素的線狀譜線不同，又稱特征譜線。（2）吸收

4、光譜：連續(xù)譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜，元素能發(fā)射出何種頻率的光，就相應能吸收何種頻率的光。因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。吸收光譜主要研究太陽光譜。2、氫原子的光譜是線狀的（這些亮線稱為原子的特征譜線），即輻射波長是分立的。3、 氫光譜規(guī)律公式： m=1、2、3，對于每個m，n=m+1,m+2,m+3m=2時，對應巴爾末系，其中有四條可見光，一條紅色光、一條是藍靛光、另外兩條是紫光。4、光譜分析原理：利用元素的特征譜線（線狀譜或吸收光譜）鑒別物質(zhì)的分析方法。知識點四、波爾的原子模型1、盧瑟福的原子核式結構學說的困難：盧瑟福的原子核式結構學說跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾（矛盾為：

5、a、原子是不穩(wěn)定的；b、原子光譜是連續(xù)譜），1913年玻爾（丹麥）在其基礎上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設（1）電子軌道量子化假設：電子可能的軌道半徑r=n2r1 ， r1=0.053nm，n=1、2、3 .。電子繞核旋轉可能的軌道是分立的。（2）原子能量狀態(tài)量子化（定態(tài)）假設：取氫原子電離時原子能量為0，即選定離核無限遠處的電勢能為零，用定積分求得E1= -13.6ev. ，E1 = 13.6ev原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫做它的能級

6、。原子處于最低能級時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)叫做基態(tài)；原子處于較高能級時電子在離核較遠的軌道上運動的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。（3）原子躍遷假設（針對原子的線狀譜提出）：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時，會放出光子。電子吸收光子時會從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的軌道。注：電子只吸收或發(fā)射特定頻率的光子完成原子內(nèi)的躍遷。如果要使電子電離，光子的能量 與氫原子能量之和大于等于零即可。3、玻爾模型的局限性：玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提出了能級和躍遷的概念，能解釋氣體導電時發(fā)光的機理、氫原子的線狀譜），局限之處在于它過多地保留了經(jīng)典理論（經(jīng)典粒子、軌道等），

7、無法解釋復雜原子的光譜。4、現(xiàn)代原子模型：電子繞核運動形成一個帶負電荷的云團，對于具有波粒二象性的微觀粒子，在一個確定時刻其空間坐標與動量不能同時測準，是這德國物理學家海森堡在1927年 提出的著名的測不準原理?，F(xiàn)代量子理論認為電子的軌道只能用電子云來描述。針對性訓練1、對粒子散射實驗裝置的描述，你認為正確的有：（ ）A實驗器材有放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡B金箔的厚度對實驗無影響C如果不用金箔改用鋁箔，就不會發(fā)生散射現(xiàn)象；D實驗裝置放在空氣中和真空中都可以2、在盧瑟福的粒子散射實驗中，有極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是（ ）A原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B正電荷在原子中是

8、均勻分布的C原子中存在著帶負電的電子D原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中3、在粒子散射實驗中，如果兩個具有相同能量的粒子，從不同大小的角度散射出來，則散射角度大的這個粒子（ ）A更接近原子核B更遠離原子核C受到一個以上的原子核作用D受到原子核較大的沖量作用4、盧瑟福通過對a粒子散射實驗結果的分析，提出A原子的核式結構模型 B原子核內(nèi)有中子存在 C電子是原子的組成部分 D原子核是由質(zhì)子和中子組成的5、圖中的圓點代表粒子散射實驗中的原子核，帶箭頭的曲線代表粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生的是：（ ）6、根據(jù)粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型，圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一

9、個粒子的運動軌跡。在粒子從a運動到b、再運動到c的過程中，下列說法正確的是( )A動能先增大，后減小B電勢能先減小，后增大C電場力先做負功，后做正功，總功等于零D加速度先變小，后變大7、用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的一群氫原子。停止照射后，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為1、2、3，由此可知，開始用來照射容器的單色光的光子能量可以表示為：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3) 以上表示式中 123v3v2v1A只有正確 B只有正確 C只有正確 D只有正確8、現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假設處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的。A2200 B2000 C1200 D24009、氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為，問：（1）氫原子在n =4的定態(tài)時，可放出幾種頻率的光？其中最小頻率等于多少Hz？（2）若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射此原子？10、對于基態(tài)氫原子，下列說法正確的是（ ）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動能的電子的部分動