原子結(jié)構(gòu)導學案

18.1電子發(fā)現(xiàn)【學習目標】.了解陰極射線及電子發(fā)現(xiàn)的過程.知道湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子的實驗及理論推導.培養(yǎng)學生對問題的分析和解決能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。【學習重點】陰極射線的研究【學習難點】湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的理論推導【自主學習】一直以來人們都認為是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子，直到1897年物理學家發(fā)現(xiàn)了帶電的，從此打破了原子不可再分的神話。、陰極射線圖18-1-1.演示實驗：如圖18-1-1所示，真空玻璃管中，K是金屬板制成的,接在感應線圈的上，金屬環(huán)制成的A,接感應線圈的，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮度的變化..實驗現(xiàn)象：德國物理學家普呂克爾在類似的實驗中看到了玻璃壁上淡淡的及管中物體在玻璃壁上的..實驗分析：熒光的實質(zhì)是由于玻璃受到發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線被命名為.二、電子的發(fā)現(xiàn).湯姆孫對陰極射線的探究(1)讓陰極射線分別通過電場或磁場，根據(jù)現(xiàn)象，證明它是的粒子流并求出了其比荷.(2)換用不同材料的陰極做實驗，所得粒子的相同，是氫離子比荷的近兩千倍.(3)結(jié)論：粒子帶，其電荷量的大小與大致相同，而質(zhì)量 氫離子的質(zhì)量，后來組成陰極射線的粒子被稱為..湯姆孫的深入探究(1)湯姆孫研究的新現(xiàn)象，如、熱離子發(fā)射效應和P射線等.發(fā)現(xiàn)，不論、P射線、還是熱離子流，它們都包含.(2)結(jié)論：不論是正離子的轟擊、紫外光的照射、金屬受熱還是放射性物質(zhì)的自發(fā)輻射，都能發(fā)射同樣的帶電粒子一一.由此可見，是原子的組成部分，是比原子更的物質(zhì)單元..電子的電量與電荷量子化（1）電子電荷可根據(jù)密立根油滴實驗測定，數(shù)值為：e_.（2）帶電體所帶電荷量具有的特點，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的，即q=ne（n是整數(shù)）.【練習鞏固】.關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是（）A.陰極射線帶負電B.陰極射線帶正電C.陰極射線的比荷比氫原子核的比荷大D.陰極射線的比荷比氫原子核的比荷小.湯姆孫對陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，關(guān)于電子的說法正確的是（）A.物質(zhì)中可能有電子，也可能沒有電子B.不同的物質(zhì)中具有不同的電子C.電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.電子是一種構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子.如圖所示是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（）A.加一磁場，磁場方向沿z軸負方向B.加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C.加一電場，電場方向沿z軸負方向D.加一電場，電場方向沿y軸正方向4、質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示.讓中性氣體進入電離室A,在那里被電離成離子.這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S進入加速電場被加速.然后讓離子從縫S垂直進入勻強磁場，最后打在底片上1的P點.已知加速電壓為U,磁場的磁感應強度為B,縫S2與P之間的距離為a,離子從縫S進入電場時的速度不計.求該離子的比荷q.1 m18.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型【學習目標】1、知識與技能（1）了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù)；（2）知道a粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)象，及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容。2、過程與方法（1）通過對a粒子散射實驗結(jié)果的討論與交流，培養(yǎng)學生對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力；（2）通過盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學發(fā)展過程中的作用；（3）了解研究微觀現(xiàn)象。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過對原子模型演變的歷史的學習，感受科學家們細致、敏銳的科學態(tài)度和不畏權(quán)威、尊重事實、尊重科學的科學精神；（2）通過對原子結(jié)構(gòu)的認識的不斷深入，使學生認識到人類對微觀世界的認識是不斷擴大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學研究方法的正確使用對科學發(fā)展的重要意義?！净犹骄俊?、湯姆孫的模型，其觀點為。棗糕模型合作討論電子的質(zhì)量比原子的質(zhì)量小得多，那么原子的結(jié)構(gòu)是什么樣的？電子在原子中處于什么位置？結(jié)論1： 觀察思考「勒納德發(fā)現(xiàn)高速度電子很容易穿透原子。這能說明什么呢？結(jié)論2： 思維點拔：湯姆孫的模型僅僅是一種假設(shè)，這種理論要經(jīng)過實驗來驗證。2、a粒子散射實驗合作討論1：什么是a粒子？它從哪里發(fā)出的？速度如何？。粒子散射實驗裝置示意圖結(jié)論1：合作討論2：如何觀察a粒子打到何處？結(jié)論2： 合作討論3：根據(jù)湯姆孫原子模型，a粒子穿過金箔后最有可能朝什么方向運動？最不易朝哪個方向運動？結(jié)論3： ： 觀察思考：a粒子散射實驗現(xiàn)象是：絕大多數(shù)a粒子,少數(shù)極少數(shù)有的甚至。從a粒子散射實驗得到的結(jié)論是什么？結(jié)論： 湯姆孫的原子模型不能解釋a粒子的3、核式結(jié)構(gòu)模型合作討論1：a粒子散射實驗結(jié)論中大多數(shù)a粒子沿直線通過金箔，說明了什么？結(jié)論1： 合作討論2：a粒子散射實驗結(jié)論中少數(shù)a粒子被反彈，說明了什么？結(jié)論2： 合作討論3：根據(jù)以上結(jié)論，盧瑟福提出了核式結(jié)構(gòu)模型，這是一個什么樣的模型？結(jié)論3： 【課堂訓練】1.盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)學說包括下列哪些內(nèi)容（）A.原子中心有一個很小的核B.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里C.原子正電荷均勻分布在它的全部體積上D.帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉(zhuǎn)2、盧瑟福對a粒子散射實驗的解釋是（）A、使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對a粒子的作用力B、使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力C、原子核很小，a粒子接近它的機會很小，所以絕大數(shù)的a粒子任然沿原來的方向前進D、能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的a粒子是穿過原子時離原子核近的a粒子3.盧瑟福的a粒子散射實驗結(jié)果表明了（）A.原子核是可分的B.原子核是由質(zhì)子、中子組成C.原子是由均勻帶正電的物質(zhì)和帶負電的電子構(gòu)成D.原子內(nèi)部有一個很小區(qū)域，集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量4、在a粒子散射實驗中，當a粒子最接近原子核時，a粒子符合下列哪些情況（）A.動能最小 B.勢能最小C.a粒子與原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D.所受原子核斥力最大18.3氫原子光譜【學習目標】了解光譜的定義和分類；了解氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系；了解經(jīng)典原子理論的困難。【學習重點】氫原子光譜的實驗規(guī)律。【學習難點】經(jīng)典理論的困難。【自主學習】.有些光譜是一條條的亮線，這樣的亮線叫，這樣的光譜叫。有的光譜看起來是連續(xù)在一起的光帶，這樣的光譜叫.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型正確地指出了的存在，很好的解釋了，但是經(jīng)典的物理學既無法解釋原子的，又無法解釋原子光譜的特征。.光譜的類型主要有和。.不同原子發(fā)出的光譜都不同，這樣的光譜也叫。.利用光譜分析可以。.在酒精燈的酒精中溶解些食鹽，燈焰會發(fā)出明亮的黃光，用攝譜儀拍攝下來的光譜中就會有鈉的(填“明線”或“暗線”)光譜。用攝譜儀拍攝太陽光，可以分析太陽大氣的成份，就是利用太陽光的(填“明線”或“暗線”)光譜。.利用白熾燈、蠟燭、霓虹燈、在酒精燈火焰中燃燒鈉鹽所產(chǎn)生的光譜中，能產(chǎn)生連續(xù)光譜的有,能產(chǎn)生明線光譜的有【新知探究】1、光譜一一閱讀課本54頁思考討論下列問題:(1)什么是光譜（2）什么是線狀譜，具有什么特點？怎樣可以產(chǎn)生?（3）什么是連續(xù)譜，具有什么特點？怎樣產(chǎn)生的？（4）什么是吸收光譜？具有什么特點？怎樣產(chǎn)生的？（5）進行光譜分析時應分析什么光譜？為什么？2、氫原子光譜的實驗規(guī)律一閱讀課本55頁，思考討論以下問題：巴耳末系的公式是怎樣的？氫原子光譜有什么特點？3.盧瑟福原子核式模型的困難一一閱讀課本56頁，思考以下問題:用經(jīng)典物理學在解釋氫原子光譜時遇到了什么困難？【練習鞏固】1、關(guān)于光譜和光譜分析的下列說法正確的是（ ）A.日光燈產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜B.太陽光譜中的暗線說明太陽上缺少與這些暗線相對應的元素C.我們能通過光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成份D.連續(xù)光譜是不能用來作光譜分析的.關(guān)于光譜，下列說法正確的是（）A.大量原子發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，少量原子發(fā)出的光是線狀譜B.線狀譜由不連續(xù)的若干波長的光組成C.作光譜分析時只能用發(fā)射光譜，不能用吸收光譜D.作光譜分析時只能用吸收光譜，不能用發(fā)射光譜.太陽光的光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線，產(chǎn)生這些暗線是由于（）A.太陽表面大氣層中缺少相應的元素B.太陽內(nèi)部缺少相應的元素C.太陽表面大氣層中存在著相應的元素D.太陽內(nèi)部存在著相應的元素.對于巴耳末公式，下列說法正確的是（）A.所有氫原子光譜的波長都與巴耳末公式相對應B.巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見光部分的光的波長C.巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光的一個線系的波長，其中既有可見光，又有紫外光D.巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長.以下論斷中正確的是（）A.按經(jīng)典電磁理論，核外電子受原子核庫侖引力，不能靜止只能繞核運轉(zhuǎn)，電子繞核加速運轉(zhuǎn)，不斷地向外輻射電磁波B.按經(jīng)典理論，繞核運轉(zhuǎn)的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核內(nèi)C.按照盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)理論，原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)，原子是不穩(wěn)定的，說明該理論不正確D.經(jīng)典電磁理論可以很好地應用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象.根據(jù)光譜的特征譜線，可以確定物質(zhì)的化學組成和鑒別物質(zhì)，以下說法正確的是（）A.線狀譜中的明線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線B.線狀譜中的明線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線C.線狀譜中的明線與吸收光譜中的暗線都是特征譜線D.同一元素的線狀譜的明線與吸收光譜中的暗線都是一一對應的7、利用里德伯常量（R=1.09677X1070-1）求巴耳末線系中第三條譜線的波長和每個光子的能量.18.4玻爾的原子模型【學習目標】.了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容。.了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念?！緦W習重點】玻爾原子理論的基本假設(shè)【學習難點】玻爾理論對氫光譜的解釋?！咀灾鲗W習】一、玻爾原子理論的基本假設(shè).玻爾理論的提出丹麥物理學家玻爾在普朗克關(guān)于黑體輻射的和愛因斯坦關(guān)于的概念的啟發(fā)下，把微觀世界中物理量取的觀念應用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說..玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說(1)軌道量子化電子在庫侖力作用下繞原子核做,電子繞原子核運轉(zhuǎn)的半徑不是任意的，半徑的大小符合時軌道才是可能的，電子在這些軌道上繞核運轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生.(2)能量量子化①內(nèi)容：電子在不同軌道上運動，原子處于不同的狀態(tài)，對應不同的,原子的能量也是的.②幾個概念能級：的能量值.定態(tài)：原子中具有的穩(wěn)定狀態(tài).基態(tài)：能量 的狀態(tài).激發(fā)態(tài)：除之外的其他狀態(tài).(3)頻率條件①原子光譜的解釋：當電子從能量較高的定態(tài)軌道(能量記為E)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為E,m>n)時，會輻射出能量為h匕的光子.②輻射關(guān)系：hb=二.稱為頻率條件.③原子吸收光子：處于低能量狀態(tài)的原子光子后躍遷到高能量狀態(tài)，光子能量應恰好等于.二、玻爾理論對氫光譜的解釋.玻爾理論對氫光譜的解釋按照玻爾理論，巴耳末公式中的正整數(shù)n和2,正好代表電子躍遷之前和所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2,巴耳末公式代表的應該是電子從量子數(shù)n=3,4,5…的能級向量子數(shù)為2的能級躍遷時發(fā)出的.并從理論上求出里德伯常量R的值，且與實驗符合得很好.同樣，玻爾理論也很好地解釋甚至預言了氫原子的其他譜線系..對氣體導電時發(fā)光機理的解釋氣體放電管中的原子受到高速運動的電子的撞擊，有可能向上躍遷到,處于激發(fā)態(tài)的原子是,會自發(fā)地向的能級躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)..對原子特征譜線的解釋原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時，放出的光子的能量等于前后.由于原子的能級是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜是一些的亮線.又因為不同原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級各不相同，因此輻射（或吸收）也不相同，所以不同元素的原子具有不同的三、玻爾模型的局限性.玻爾理論的成功之處第一次將引入原子領(lǐng)域，提出了和的概念，成功地解釋了的實驗規(guī)律..玻爾理論的局限性不能解釋稍微復雜一點的原子的光譜現(xiàn)象，原因是過多地保留了經(jīng)典理論，即保留的觀念，把電子運動看做經(jīng)典力學描述下的..電子云原子中的電子沒有確定的坐標值，我們只能描述電子在某個位置出現(xiàn)的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點表示時，畫出圖來就像云霧一樣，故稱.【鞏固練習】.玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有（）A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運動，但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率.根據(jù)玻爾理論，氫原子中量子數(shù)n越大（）A.電子的軌道半徑越大B.核外電子的速率越大C.氫原子能級的能量越大D.核外電子的電勢能越大.氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，下列說法中正確的是（）A.核外電子受力變小B.原子的能量減少C.氫原子要吸收一定頻率的光子D.氫原子要放出一定頻率的光子5.如圖畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應的能量E.用下列幾種能量的