高中物理 第四章 从原子核到夸克 4.1 原子核结构探秘教案2 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理教案VIP免费

4.1原子核结构探秘____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解α粒子散射现象和波尔原子理论。2.学会分析原子模型并能够解决相关问题。原子的核式结构1．α粒子散射现象绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°．2．原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数．原子的半径大约是10－10m，原子核的大小约为10－15m～10－14m．玻尔的原子模型1．玻尔假说提出的背景：经典电磁理论在解释原子结构时碰上了无法克服的困难，原子为什么是稳定的？原子光谱为什么不是连续光谱？玻尔假说的贡献，就是成功解释了经典理论无法解释的这些问题．玻尔假说的核心，是引入了量子化理论，从而找到了描绘微观世界的一条重要规律．2．玻尔假说的内容：（1）轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值．（2）能量状态量子化；原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量．（3）跃迁假说：原子从一种能级向另一种能级跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量E＝hν＝E2－E1．氢原子能级氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级．最低的能级状态，即电子在离原子核最近的轨道上运动的状态叫做基态，处于基态的原子最稳定．其他能级叫激发态．原子光谱及应用1．原子光谱：元素在稀薄气体状态下的光谱是分立的线状谱，由一些特定频率的波组成，又叫原子光谱．2．原子光谱的应用：每种元素的原子光谱都有自己的一组特定谱线，应用光谱分析可以确定物质成分．电子云玻尔模型引入了量子化观点，但不完善．在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现概率最大的地方．把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”．类型一：α粒子的散射规律例1.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列的哪些说法是正确的A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增大D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果解析：α粒子一直受到原子核的斥力作用，动能先减小后增大，电势能先增大后减小．α粒子的质量M远大于电子质量mｅ（M＝4×1837me），与电子相碰后运动状态基本保持不变．所以，应选答案A．答案：A类型二:氢原子能级及计算例2.氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则①λb＝λa＋λc②③λb＝λa·λc④Eb＝Ea＋Ec以上关系正确的是A．①③B．②④C．只有①D．③④解析:由玻尔理论知，Eb＝Ea＋Ec，又因为h得，．故②④对，选B．答案:B类型三：氢原子模型综合问题例3.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是A.电子绕核旋转的半径增大B．电子的动能减少C．氢原子的电势能增大D．氢原子的能级减小解析:氢原子辐射出一个光子是由绕核运转的电子由外层轨道向内层轨道跃迁产生的，即由高能级向低能级跃迁产生的，故A、C错D对．由ke2/rn2＝mvn2/rn得：Ekn＝mvn2＝ke2/2rn，B错．答案:D类型四：氢原子能级计算问题例4.已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.53×10－10m，基态的能级值为E1＝－13.6eV．（1）有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态．画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．（2）计算这几条光谱线中最长的波长．解析:（1）由于这群氢原...