高中物理 第二章 原子结构 本章专题整合提升教案 教科版选修3-5-教科版高中选修3-5物理教案VIP专享

本章专题整合提升专题一 原子跃迁过程中原子总能量、电势能和电子动能的变化规律概述：设原子中原子核带电量＋Ze，核外电子带电量－e，电子在半径为 r 的轨道上绕核做匀速圆周运动时，库仑力提供向心力，则有 k＝m，得 v＝；进而有电子绕核运动的动能 Ek＝mv2＝k.在原子中，由于原子核与核外电子间库仑引力的作用而具有电势能，故电势能属于相互作用的系统——原子．由库仑力所做功与原子电势能的变化关系可知：电子绕核运动的轨道半径 r 减小时，库仑引力 F 做正功，原子的电势能 Ep减小；反之，电子绕核运动的轨道半径 r 增大时，库仑引力 F 做负功，原子的电势能 Ep增大．通常取 r→∞时的原子电势能为零，故电子在半径为 r 的轨道上时原子的电势能为Ep＝eU＝－e＝－k，则电子在该定态能级上的能量E＝Ek＋Ep＝k－k＝－k.由以上推导可知：(1)某定态时，核外电子的动能 Ek总是等于该定态总能量的绝对值，原子系统的电势能Ep总是等于该定态总能量值的两倍．(2)电子动能 Ek＝k 随轨道半径 r 的减小而增大，随 r 的增大而减小；系统电势能 Ep＝－k 随轨道半径 r 的增大而增大，随 r 的减小而减小；电子的总能量 E＝－k 也随轨道半径 r的增大而增大，随 r 的减小而减小．(3)某定态能量 E＝－k<0 时，表明原子核外电子处于束缚状态；欲使原子电离，外界必须对系统至少补充的能量为 k，原子的能级越低需要的电离能就越大．【例 1】 下列说法正确的是( )A．汤姆孙发现电子表明原子具有核式结构B．α 粒子散射现象表明原子的能量是不连续的C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大【解析】 汤姆孙发现电子后，说明原子不是最基本的粒子，不是不可再分的，原子也有复杂的结构，于是提出了原子枣糕式结构模型，选项 A 错误．α 粒子散射现象推翻了汤姆孙的枣糕式结构模型，建立了核式结构模型，选项 B 错误．光射到金属表面不能发生光电效应，这是因为光的频率过低，波长过长，以至于小于金属的极限频率，选项 C 错误．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的量子数增加，根据 En＝知，原子的总能量增加．根据 k＝m 知，电子的动能 mv2＝随电子轨道半径的增加而减小，选项 D正确．【答案】 D【例 2】 氢原子的能级是氢原子处于各个...