2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十六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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课 程 标 准1.了解人类探索原子结构的历史．2.知道原子核式结构模型．3.通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构．素 养 目 标物理观念：知道原子的核式结构和氢原子光谱．科学思维：掌握氢原子光谱的规律，并利用规律进行解题．科学态度与责任：了解人类探索原子及其结构的历史、人类对物质结构的探索历程．
一、原子的核式结构1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙研究________发现了电子，证明了原子可以再分．2．原子的核式结构：注意关键词语“绝大多数”“少数”等(1)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现________α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了________偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．(如图所示)
(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的________和几乎全部________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
二、光谱1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长(频率)展开，获得光的________(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．光谱分类
三、玻尔理论1．玻尔理论的三条假设(1)定态假设：原子只能处于一系列________的能量状态中，在这些能量状态中原子是________的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁假设：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，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝________．(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道假设：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________的．
2．氢原子的能量和能级跃迁(1)氢原子的能极图：如图所示．
针 对 训 练1.[2022·湖南卷]关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是(　　)A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
解析：卢瑟福的核式结构模型解释的是α粒子散射实验现象，A项错误；玻尔原子理论只解释了氢原子光谱分立特征，但无法解释其他原子如氦的原子光谱，B项错误；光电效应说明光具有能量，具有粒子性，C项正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子的波动性，D项错误．
2．[2023·福州月考](多选)下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(　　)A．根据玻尔理论可知，图甲氢原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．图乙光电效应实验说明了光具有粒子性C．图丙电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．图丁实验中极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷绝大部分集中在很小的空间
解析：根据玻尔理论可知，图甲氢原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，选项A错误；图乙光电效应实验说明了光具有粒子性，选项B正确；衍射是波的特性，图丙电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，选项C正确；图丁实验中极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子几乎全部的质量和全部正电荷集中在很小的核上，选项D正确．
3．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径约是10－15 m，其中正确的是(　　)A．①②③　B．①③④　C．①②④　D．①②③④
解析：α粒子散射实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大角度的偏转，并有极少数α粒子的偏转角度超过90°，有的几乎达到180°而被反弹回来．这说明原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，质量很大，原子的质量主要集中在原子核上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核高速运动，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径约是10－15 m，不能说明金原子是球体，故B正确，A、C、D错误．
例 [2022·浙江6月]如图为氢原子的能级图．大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠．下列说法正确的是(　　)A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eVB．n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
5.红外测温仪的原理是：被测物体辐射的电磁波只有红外线可被该测温仪捕捉，并转变成电信号．如图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62 eV，当大量处于第5能级的氢原子向较低能级跃迁时，所辐射出的光子中能被红外测温仪捕捉到的光子频率种类有(　　)A．1种 B．2种C．3种 D．4种
6．如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱图．已知谱线b是氢原子从n＝5能级直接跃迁到n＝2能级时发出的光谱线．