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人教版高考物理一轮复习第15章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子结构氢原子光谱课件
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这是一份人教版高考物理一轮复习第15章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子结构氢原子光谱课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主排查，汤姆孙，卢瑟福，正电荷，特征谱线，线状谱，量子化，能级差，Em－En，不连续等内容，欢迎下载使用。
【课程标准】了解人类探索原子结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
【知识再现】一、原子结构1．电子的发现：_______研究阴极射线时用测定粒子比荷的方法发现了电子，电子的发现证明了_____是可分的。2．原子的核式结构：(1)α粒子散射实验：1909～1911年，英籍物理学家_______和他的合作者进行了用α粒子轰击金箔的实验并提出了原子的核式结构模型。
(2)实验现象：实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿_____的方向前进，但是有少数α粒子发生了_____的偏转，有极少数α粒子偏转角_____了90°，有的甚至被原路_____。(如图所示)
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子的全部_______及几乎全部的_____都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
【情境转换】如图甲是卢瑟福的α粒子散射实验装置，图乙是把显微镜放在a、b、c、d四个位置，在单位时间内哪一个位置显微镜前面的荧光屏上闪烁次数较多？提示：a位置。
二、氢原子光谱1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的_____(频率)和强度分布的记录，即光谱。2．光谱分类：
3．氢原子光谱的实验规律：巴耳末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＝1.10×107 m－1)。
4．光谱分析：利用每种原子都有自己的_________，可以用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。_______和吸收光谱都对应某种元素，都可以用来进行光谱分析。
三、氢原子的能级、能级公式1．玻尔原子模型：(1)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_______的。这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是_____的，不向外辐射能量。
(2)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_____或_____一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的_______，即hν＝______(m>n)。(3)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，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，因此电子绕核运动的可能轨道是_______的。
2．几个名词解释：(1)能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的_______叫能级，各能级的能量是电子动能与电势能之和，电子的电势能是负值，其绝对值是动能的2倍。(2)基态和激发态：原子能量_____的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态。
(3)量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_______的，各状态可用正整数1，2，3，…表示，叫作量子数，一般用n表示。
3．氢原子的能量和核外电子的轨道半径：(1)氢原子的能级公式：En＝____(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，E1＝ ___________。(2)氢原子核外电子的轨道半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，r1＝0.53×10－10 m。
4．氢原子能级图(如图)：能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态；相邻横线间的距离表示相邻的_____差，量子数越大，相邻的能级差_____。
【小题快练】1．判一判(1)人们认识到原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。( )(2)原子的核式结构学说是由汤姆孙提出来的。( )(3)α粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度的偏转。( )
(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( )(5)氢原子的光谱是由不连续的亮线组成的。( )(6)玻尔理论成功地解释了氢光谱，也成功地解释了氦原子的光谱。( )(7)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。( )
提示：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√(6)× (7)×
2．练一练(1)下列叙述正确的是( )A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
【解析】选C。卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，A错误；玻尔理论只是成功地解释了氢原子的发光现象，B错误；爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，C正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，D错误。
(2)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( )A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径是任意的B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C．电子从量子数为4的能级跃迁到量子数为6的能级时要辐射光子D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收
【解析】选D。氢原子的轨道是不连续的，故A错误；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会产生电磁辐射，故B错误；电子从量子数为4的能级跃迁到量子数为6的能级时要吸收光子，故C错误；根据频率条件，不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D正确。
【课程标准】了解人类探索原子结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
【知识再现】一、原子结构1．电子的发现：_______研究阴极射线时用测定粒子比荷的方法发现了电子，电子的发现证明了_____是可分的。2．原子的核式结构：(1)α粒子散射实验：1909～1911年，英籍物理学家_______和他的合作者进行了用α粒子轰击金箔的实验并提出了原子的核式结构模型。
(2)实验现象：实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿_____的方向前进，但是有少数α粒子发生了_____的偏转，有极少数α粒子偏转角_____了90°，有的甚至被原路_____。(如图所示)
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子的全部_______及几乎全部的_____都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
【情境转换】如图甲是卢瑟福的α粒子散射实验装置，图乙是把显微镜放在a、b、c、d四个位置，在单位时间内哪一个位置显微镜前面的荧光屏上闪烁次数较多？提示：a位置。
二、氢原子光谱1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的_____(频率)和强度分布的记录，即光谱。2．光谱分类：
3．氢原子光谱的实验规律：巴耳末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＝1.10×107 m－1)。
4．光谱分析：利用每种原子都有自己的_________，可以用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。_______和吸收光谱都对应某种元素，都可以用来进行光谱分析。
三、氢原子的能级、能级公式1．玻尔原子模型：(1)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_______的。这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是_____的，不向外辐射能量。
(2)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_____或_____一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的_______，即hν＝______(m>n)。(3)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，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，因此电子绕核运动的可能轨道是_______的。
2．几个名词解释：(1)能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的_______叫能级，各能级的能量是电子动能与电势能之和，电子的电势能是负值，其绝对值是动能的2倍。(2)基态和激发态：原子能量_____的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态。
(3)量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_______的，各状态可用正整数1，2，3，…表示，叫作量子数，一般用n表示。
3．氢原子的能量和核外电子的轨道半径：(1)氢原子的能级公式：En＝____(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，E1＝ ___________。(2)氢原子核外电子的轨道半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，r1＝0.53×10－10 m。
4．氢原子能级图(如图)：能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态；相邻横线间的距离表示相邻的_____差，量子数越大，相邻的能级差_____。
【小题快练】1．判一判(1)人们认识到原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。( )(2)原子的核式结构学说是由汤姆孙提出来的。( )(3)α粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度的偏转。( )
(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( )(5)氢原子的光谱是由不连续的亮线组成的。( )(6)玻尔理论成功地解释了氢光谱，也成功地解释了氦原子的光谱。( )(7)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。( )
提示：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√(6)× (7)×
2．练一练(1)下列叙述正确的是( )A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
【解析】选C。卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，A错误；玻尔理论只是成功地解释了氢原子的发光现象，B错误；爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，C正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，D错误。
(2)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( )A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径是任意的B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C．电子从量子数为4的能级跃迁到量子数为6的能级时要辐射光子D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收
【解析】选D。氢原子的轨道是不连续的，故A错误；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会产生电磁辐射，故B错误；电子从量子数为4的能级跃迁到量子数为6的能级时要吸收光子，故C错误；根据频率条件，不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D正确。
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