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1、高三 物理 学案 班级 姓名 47原子结构与氢原子光谱【自主学习】一、电子的发现1、英国物理学家 研究了阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定阴极射线是带 电粒子流，人们后来把这种粒子称为 。电子的发现，使人们认识到 是可分的，拉开了对原子结构研究的序幕。后来他提出了原子的“枣糕模型”。2、电子电荷量的精确测量是由美国物理学家 通过 实验测得的。（1）电子电荷量的值为= 。并且电荷是量子化的，任何带电体的电荷量只能是的 倍。（2）电子的质量与质子的质量：= 。二、原子的核式结构模型1、粒子散射实验：（1）英国物理学家 指导他的学生进行了粒子散射实验，即用粒子轰击金箔。粒子带两个单位的 ，质量为
2、电子质量的 倍。（2）粒子散射实验的结果：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上 ；少数粒子发生了 ，偏转角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”。2、卢瑟福根据实验提出了原子的核式结构模型： 原子中带正电部分的体积 ，但几乎占有原子的全部 ，被称为原子核，电子在原子核外面绕原子核做圆周运动。3、原子核式结构模型对粒子散射实验的解释：当粒子接近原子时，由于电子的质量只有粒子质量的 ，所以电子对粒子运动轨迹的影响 。原子核带 电，穿过金原子的粒子中大部分都离原子核很远，受的库仑斥力 ，所以运动方向 ；只有极少数当粒子穿过时离原子核 ，受到的库仑斥力 ，才能发生 。4、原子和原子核尺度对于一般的原
3、子，实验确定的核半径的数量级为 ，而整个原子半径的数量级为 ，两者相差 ，可见原子内部是十分“空旷”的。三、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，获得光的波长（频率）和强度的分布记录。（1）连续谱：有些光谱是连在一起的光带，叫做 。（2）线状谱：有些光谱是一条条的亮线，叫做 。3、各种原子的发射光谱都是 ，说明原子只能发出 的光。4、每种原子都有自己的特征谱线，可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为 。四、玻尔的原子模型1、玻尔原子理论的基本假设（1）轨道量子化、能量量子化和定态电子运动的轨道是 的。电子在这些轨道上的运动是 的，不向外辐射能量。原子的能量是
4、 的。电子在不同轨道上运动时，原子具有不同的能量值，叫 。定态假说：原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 。能量最低的状态称为 ，即量子数 ；其它状态称为 即 。原子最稳定的能量状态为 。（2）跃迁假设（频率条件）当电子从高能级（）跃迁到低能级（）时会 光子，光子能量= 。当电子从低能级（）跃迁到高能级（）时要 光子，光子能量= 。五、玻尔理论对氢原子光谱的解释（1）假设大量的氢原子处于的能级，能放出 种频率的光。光子能量分别为： 、 、 、 、 、 。可以看出这些光子能量是分立的，因此原子的发射光谱是 。其中频率最大的光是 跃迁产生的，波长最大的光是 跃迁产生的。（2）如果大量氢原子处于的
5、能级，能放出 种频率的光。（3）处于基态的氢原子要 能量为 的光子，才能跃迁到的能级。（4）要使处于基态的氢原子电离，需要吸收的能量为 。（5）相邻能级能级差的特点：越往高能级，相邻能极差越 ，相邻能极差最大的是 。五、玻尔原子模型的局限性：玻尔原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但 解释其它复杂原子的光谱规律。【典型例题】1、关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）A阴极射线的本质是氢原子B阴极射线的本质是电磁波C阴极射线的本质是电子D阴极射线的本质是X射线2、下列说法中不符合物理史实的是（ ）A汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”B粒子的散射实验表明原子核具有复杂结构C玻尔第一次将量子观
6、念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律D密立根通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷3、卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析（ ）A证明了电子的存在B证明了原子核是由质子和中子组成的C说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D提出了原子的核式结构模型4、卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）A使粒子产生偏转的力主要是原子中的电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力主要是库仑力C原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子基本上仍沿原来的方向前进D能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子5、下列说法正确的是（ ）A原子的发射光谱是不连续的，是由若干频率不同
7、的光组成的B大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱C由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱都是相同的D玻尔原子模型能解释所有原子的光谱现象6、原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验提出来的（ ）A光电效应实验 B氢原子光谱实验C粒子散射实验 D天然放射实验7、在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数的粒子发生了大角度的偏转，其原因是A原子中有带负电的电子，电子会对粒子有引力的作用B原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上C正电荷在原子中是均匀分布的D原子是不可再分的8、根据玻尔理论，氢原子辐射一个光子后，则下列不正确的是（ ）A电子绕核运动的半径变小 B氢
8、原子的电势能减小C核外电子的动能减小 D氢原子的能量减小9、关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（ ）A不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的C可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分D原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据10、关于电子的发现，下列说法正确的是（ ）A电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的B电子的发现，说明原子具有一定的结构C在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒D电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分11、关于粒子散射实验现象及分析，下列
9、说法正确的是（ ）A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内分布均匀，受到原子核的排斥力平衡B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子受到原子核的排斥力很小，原子内大部分空间是空的C极少数粒子发生大角度偏转，说明这些粒子受到原子核的排斥力比较大，原子质量和正电荷几乎集中在原子内很小空间D极少数粒子发生大角度偏转，说明这些粒子受到原子核外电子很大的排斥力12、关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是（ ）A经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D氢原子光谱彻底否定
10、了经典电磁理论13、氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光子，下列说法中正确的是（）A从n2跃迁到n1时，辐射出的光的波长最大B从n2跃迁到n1时，辐射出的光子能量最大C氢原子的核外电子的电势能减小量等于动能的增加量D会辐射出6种不同频率的光子14、根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（ ）A13.6eVB3.4eVC12.75eV D12.09eV15、如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，
11、下列对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（ ）A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光子C一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD用能量为10.3eV的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态16、用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后，能发射频率为、的三种光子，且，入射光束中光子的能量应是()A B C D17、图示为氢原子的能级图，氢原子从n=4能级直接跃迁到n=2能级，辐射出的是可见光光子(能量在1.63eV3.10eV)，则下列说法正确的是（ ）A玻尔认为，电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射B氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子是可见光光子C能量为10.2eV的光子能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级D使n=2能级的氢原子电离，需要放出的光子的能量至少为3.4eV学科网（北京）股份有限公司