第十八章_原子结构_学案
新人教版学案：高中第十八章原子结构1电子的发现学案选修3-5(物理)
一、阴极射线1．阴极射线科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管阴极发射出的一种射线，叫做阴极射线．2．阴极射线的产生阴极射线是一种带负电的粒子流．英国物理学家汤姆孙使阴极射线在磁场和电场中产生偏转，来确定射线微粒的带电性质．3．阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到物体可使物体发出荧光．电子的发现是与阴极射线的实验研究联系在一起的，而阴极射线的发现和研究是从真空放电现象开始的.1858年，德国物理学家普吕克在利用德国玻璃工盖斯勒发明的盖斯勒放电管研究气体放电时，发现对着阴极的管壁上出现了美丽的绿色荧光.1876年德国物理学家戈德斯坦证实这种绿色荧光是由阴极上所产生的某种射线射到玻璃上产生的，他把这种射线命名为“阴极射线”．“阴极射线”到底是什么？提示：带负电的粒子流(高速电子流)．这个问题曾引起了物理学界一场大争论．法国物理学家大多认为阴极射线是一种电磁波(以太波)，英国的物理学家则认为是一种带电粒子流，这一争论持续了二十年，促使许多物理学家进行了很多有意义的实验，推动了物理学的发展，这场争论最后由J.J.汤姆孙解决了，他用实验表明阴极射线就是带负电的粒子流．二、电子的发现1．汤姆孙的探究方法及结论 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转判定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷． 汤姆孙用不同材料的阴极和不同的气体做实验，所得的比荷都是相同的，是氢离子比荷的近千倍． 汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量，得到这种粒子的电荷量大小与氢离子电荷基本相同．后来把组成阴极射线的粒子称为电子． 2．汤姆孙的进一步研究汤姆孙的新发现：不论是阴极射线、β射线、光电效应中的光电流还是热离子发射效应中的离子流，它们都包含电子．结论：它是从原子中发射出来的，它的质量只比最轻原子的质量的两千分之一稍多一点，由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．3．对电子的认识电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，是由密立根通过著名的“油滴实验”测出来的．密立根发现，电荷是量子化的，任何电荷只能是e 的整数倍．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，质子的质量与电子的质量的比值：m pm e ＝1_836.这个丰富多彩的世界是由原子构成的．原子内部呈现的复杂的结构，不断地吸引着人们去探索．现在利用先进的手段已经能够“看到”或“拿起”一个原子，但在19世纪，实验手段和设备相当简陋，人类只能运用观测的现象推测原子内部的情景．汤姆孙在研究原子结构方面取得开拓性的成果．汤姆孙在当时是通过什么样的实验发现电子的呢？提示：汤姆孙是在研究气体放电产生阴极射线的实验中发现电子的．考点一对阴极射线的认识1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线的本质是一种电磁辐射．(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线的本质是一种带电粒子流．2．阴极射线带电性质的判断方法阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电磁力对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响，其带电性质的判断方法如下：(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质．(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．【例1】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转先判断出直导线下方电流产生的磁场的方向，再由左手定则即可判断出阴极射线的偏转方向．【答案】D【解析】长直导线的电流方向向左，由安培定则可判定直导线下方所处磁场垂直纸面向外，由于电子从负极射出，根据左手定则可判定电子向上偏转，即阴极射线将向上偏转．总结提能本题综合考查了电流的磁场、左手定则以及阴极射线的产生和实质．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( BD )A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由阴极发生的电子流C．阴极射线是组成物体的原子D．阴极射线沿直线传播，但在电场、磁场中偏转解析：阴极射线是原子受激发射出的电子；碰到荧光物质时，能使荧光物质发光；电子流在电场和磁场中会发生偏转．考点二带电粒子比荷的确定1．电荷量的量子化带电体所带电荷量具有量子化，即任何带电体所带电荷量只能是电子电荷量的整数倍，即q＝ne(n为自然数)．2．比荷(或电荷量)的测定根据电场、磁场对电子(带电粒子)的偏转测量比荷(或电荷量)，分以下两步：(1)让粒子通过正交的电磁场(如图)，让其做直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)得到粒子的运动速度v＝EB.(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图)，保留磁场让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bqv ＝mv 2r ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r ，则由qvB ＝m v 2r 得q m ＝v Br ＝E B 2r .【例2】 在测阴极射线比荷的实验中，汤姆孙采用了如图所示的阴极射线管，从C 出来的阴极射线经过A 、B 间的电场加速后，水平射入长度为L 的D 、E 平行板间，接着在荧光屏F 中心出现荧光斑．若在D 、E 间加上方向向下，场强为E 的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D 、E 电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场(图中未画)荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场．阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：(1)说明阴极射线的带电性；(2)说明图中磁场沿什么方向；(3)根据L 、E 、B 和θ，求出阴极射线的比荷．由阴极射线在电场和磁场中受到的电场力和洛伦兹力的方向判断电性和磁场方向，利用两力的平衡关系，及阴极射线在磁场中做匀速圆周运动列方程求解比荷．【答案】 (1)负电 (2)垂直纸面向里 (3)E sin θB 2L【解析】 (1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，即电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电．(2)根据题意知，在D 、E 区加上磁场时，阴极射线受到的洛伦兹力应向下，由左手定则可判断，磁场方向垂直纸面向里．(3)当射线在D 、E 间做匀速直线运动时有：qE ＝Bqv .当射线在D 、E 间的磁场中发生偏转时，有Bqv ＝mv 2r ，同时又有：L ＝r ·sin θ，如图．可得：q m ＝E sin θB 2L .总结提能 (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系．(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图确定圆心位置，利用几何知识求其半径．(3)带电粒子通过互相垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE ＝qvB 可求其速度． 解决此类问题，要在熟练掌握各部分知识的基础上灵活解答．为了测定带电粒子的比荷q m，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ，如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来的方向，求q /m 为多少？答案：2Ed B 2L 2解析：设带电粒子以v 0跟电场垂直进入匀强电场，则d ＝12at 2＝12qE m (L v 0)2 ①此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，由平衡条件qE ＝qv 0B ，得v 0＝E B ② 由①②两式得qEL 22md ＝E 2B 2.解得q m ＝2EdB 2L2. 重难疑点辨析密立根油滴实验测量电子带的电荷量1．密立根实验的原理(1)如图所示，两块平行放置的水平金属板A 、B 与电源相连接，使A 板带正电，B 板带负电．从喷雾器嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场E 中．(2)小油滴由于摩擦而带负电，调节A 、B 两板间的电压，可以使小油滴在两板之间静止或做匀速直线运动，忽略空气阻力，此时油滴所受的电场力和重力平衡，即mg ＝Eq ，则电荷的电荷量q ＝mgE .实验发现，q 一定是某个最小电荷量的整数倍，这个最小的电荷量就是电子的电荷量，即e ＝1.602 177 33×10－19 C.2．密立根实验更重要的发现电荷量是量子化的，即任何电荷的电荷量只能是元电荷e 的整数倍，并求得了元电荷即电子所带的电荷量e .【典例】 图中，在A 板上方用喷雾器将油滴喷出，若干油滴从板上的一个小孔中落下，喷出的油滴因摩擦而带负电．已知A 、B 板间电压为U 、间距为d 时，油滴恰好静止．撤去电场后油滴徐徐下落，最后测出油滴以速度v 匀速运动，已知空气阻力正比于速度f ＝kv ，则油滴所带的电荷量q ＝________.某次实验得q 的测量值见下表(单位：10－19 C)： 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83分析这些数据可知：【解析】 mg －Eq ＝0，mg －kv ＝0，解得q ＝kv E .油滴带的电荷量是1.6×10－19 C 的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19 C.【答案】 kvE 电荷的最小电荷量为1.6×10－19 C实际调节电压使油滴静止是很困难的，故实际测量需使油滴匀速运动，测出油滴匀速下降、上升的速度v 1、v 2，再求油滴带的电荷量．1．下面对阴极射线的认识正确的是( D )A ．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B ．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C ．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D ．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极解析：阴极射线是由阴极直接发出的，A 错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B 错误，D 正确；可以穿透薄铝片的，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C 错误．2．(多选)关于电荷量，下列说法中正确的是( BCD )A．物体所带电荷量可以是任意值B．物体所带电荷量只能是某些值C．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 CD．一个物体带1.6×10－9 C的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故解析：电荷量是量子化的，即物体的带电荷量只能是某一最小电荷量的整数倍，这一最小电荷量是1.6×10－19 C，A错误，B、C正确；物体带正电，是由于它失去了带负电的电子，D正确．3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( A )A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C解析：任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷电荷量为e＝1.6×10－19C，选项A中电荷量为元电荷的3/2倍，B中电荷量为元电荷的4倍，C中电荷量为元电荷的10倍，D中电荷量为元电荷的250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不可能的．4．如图所示为电视机显像管的偏转线圈示意图，圆心黑点表示从电子枪垂直于纸面射出的电子，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应( D )A．向左偏转B．向下偏转C．向右偏转D．向上偏转解析：由安培定则可判定上、下螺旋管的N极都在右方，S极都在左方，考虑到电子带负电，用左手定则，不难判断出，电子受洛伦兹力的方向向上，即电子束向上偏转，故正确选项为D.5．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流．若在如图所示的阴极射线管中部加上竖直向上的匀强电场，阴极射线将向下(选填“外”“里”“上”或“下”)偏转；若使阴极射线不偏转，可在匀强电场区域再加一大小合适、方向垂直纸面向外(选填“外”或“里”)的匀强磁场．解析：阴极射线带负电，在竖直向上的匀强电场中受向下的库仑力作用，将向下偏转；要使阴极射线不偏转，应使其再受一竖直向上的洛伦兹力与库仑力平衡，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外．。
高中物理第十八章原子结构一电子的发现学案新人教选修
一、电子的发现【学习目标】1．知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
2．体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。
3．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。
4．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
【新知预习】（一）阴极射线1．演示实验：如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的________，接感应线圈的负极，A是金属环制成的________，接感应线圈的正极，管中十字状物体是一个金属板．接电源后，线圈会产生________的高电压加在两个电极之间．可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的________．2．阴极射线：荧光的实质是由于玻璃受到________发射的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为 ________.3．19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点．一种观点认为阴极射线是像X射线一样的______________________________________________________________，另一种观点认为阴极射线是________．（二）电子的发现1．阴极射线实质上是电子流：汤姆孙根据阴极射线在________和________中的偏转情况断定，它的本质是________的粒子流，并求出了这种粒子的________．2．密立根实验：电子电荷的精确确定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．电子电荷的现代值为________(保留两位有效数字)．3．电荷的量子化：即任何带电体的电荷只能是________的整数倍．4．质子质量与电子质量的比值为m pm e＝________；从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量为9.1×10－31 kg.【导析探究】导析一：阴极射线例1 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究( )A．发现阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．发现阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．发现不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．并未得出阴极射线粒子的电荷量例2 英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法中正确的是( )A．任何物质中均有电子B．不同物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元导析二：电子的比荷测定例3 如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置．当极板P和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，O′到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式．例4 在阴极射线管中的两个电极上加3.2×103V的高电压，阴极发出的阴极射线在电场中加速而获得高能量，若电子离开阴极表面时的速度为零，则电子到达阳极的速度为多少？【当堂检测】1．关于阴极射线，下列说法正确的是( )A．阴极射线是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是由阳极发出的某种射线C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的某种射线D．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的2．下列说法中正确的是( )A．原子是可以再分的，是由更小的微粒组成的B．通常情况下，气体是导电的C．在强电场中气体能够被电离而导电D．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果3．如果阴极射线是像X射线一样的电磁波，则下列说法正确的是 ( )A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能改变4．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第十八章原子结构玻尔的原子模型名师导航学案新人教选修
4 玻尔的原子模型名师导航知识梳理1.原子各状态所具有的______________叫做原子的能级，能量______________的状态叫做基态，当原子不处于______________时，我们就说原子处于激发态.2.氢原子能级表达式为______________，其中n 也叫______________，氢原子的基态能量值为______________.3.能级间的跃迁产生不连续的______________，从不同能级跃迁到同一特定能级形成一个______________.疑难突破1.对氢原子能级的理解剖析：氢原子的能级公式为E n =21n E (n=1,2,3…) 式中n 称为量子数，E 1代表氢原子的基态能量，即量子数n=1时对应的能量，其值为-13.6 eV.E n 代表电子在第n 轨道上运动时的能量.关于氢原子的能级，有以下几点说明：（1）在氢原子问题中，电子和核在库仑力的作用下绕公共质心运动，因此，严格地讲，电子的运动并不等于电子和核的整体运动.但由于核的质量远大于电子的质量，通常就近似认为核是不动的.此时，电子的运动状态就反映了原子的运动状态.所以，在忽略核运动时，电子的能量就等于原子的能量，或者说，氢原子能级和氢原子中电子的能级这两种说法的意义相同，都是指氢原子系统的能量.（2）氢原子的能量是电子沿轨道运动的动能加电子与原子核系统的势能.规定无穷远处的位置为电势能零点，由现代物理学知识，电子电势能为其动能的-2倍，因而电子绕核运动的总能量为负值.总能量为负值又表示电子在该状态中的能量都是小于它脱离原子而静止于无穷远处时的能量.例如：电子在第一条可能的轨道时，动能为13.6 eV ，电势能为-27.2 eV ，总能量E 1=-13.6 eV.氢原子的能量是负值，意味着氢原子系统是比较稳定的.（3）由氢原子能级公式知道，氢原子的能量不能为任意量，而只能取由量子数n 决定的一系列分立的值.也就是说，氢原子的能量是量子化的，这种量子化的能量值就是能级；显然若氢原子轨道一定时，氢原子能量也是一定的.轨道半径越大，即n 值越大，则氢原子能量越高，我们称为高能级.反之，氢原子能量越低，我们称为低能级.显然，n 值变化时氢原子的能量也发生相应变化.2.对夫兰克赫兹实验证明的事实的理解剖析：原子能级结构的存在，除了可由光谱实验验证之外，还可以利用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法使原子从低能级激发到高能级，通过测量电子的原子碰撞时交换的能量是否是某些特定的值来证明原子能级结构的存在.1941年夫兰克和赫兹就利用慢电子轰击汞原子，发现原子吸收能量是不连续的，从而直接证明了原子能级的存在.问题探究问题：光子是怎样被发射和吸收的？探究：根据玻尔理论，当氢原子从高能级跃迁到低能级时以光子的形式放出能量.原子在始、末两个能级E m 和E n （m ＞n ）间跃迁时，辐射光子的能量等于前后两个能级之差（hν=E m -E n ），由于原子的能级不连续，所以辐射的光子的能量也不连续，因此产生的光谱是分立的线状光谱.（如图18-4-2）图18-4-2同样原子也只能吸收一些特定频率的光子，但是，当光子能量足够大时，如光子能量E≥13.6 eV 时，则氢原子仍能吸收此光子并发生电离.探究结论：当电子从一激发态向任意低一级激发态跃迁时放出光子；当电子从一低能级向高能级跃迁时吸收光子.典题精讲【例1】 欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（ ）A.用10.2 eV 的光子照射B.用11 eV 的光子照射C.用14 eV 的光子照射D.用10 eV 的光子照射思路解析：用氢原子能级图算出10.2 eV 为第2能级与基态之间的能级差，能使氢原子激发，而大于13.6 eV 的光子能使氢原子电离.答案：AC【例2】 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1＜ν2＜ν3，则该照射光的光子能量为（ ）A.hν1B.hν2C.hν3D.h （ν1+ν2+ν3）思路解析：处于基态的氢原子吸收光子的能量跃迁到激发态后，能且只向外辐射三种频率的光，由此可推出该激发态为第3轨道，因ν1＜ν2＜ν3，则可断定hν1为第3轨道向第2轨道跃迁时释放出的能量，hν2为第2轨道向第1轨道跃迁时释放出的能量，hν3为第3轨道向第1轨道跃迁时释放的能量.那么从第1轨道向第3轨道跃迁需吸收hν3的能量，故C 选项正确.答案：C【例3】 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应.以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子.已知铬原子的能级公式可简化表示为E n =2n A -，式中n=1,2,3…表示不同能级，A 是正的已知常数.上述俄歇电子的动能是（ ） A.A 163 B.A 167 C.A 1611 D.A 1613 思路解析：本题主要考查原子的能级.由铬原子的能级公式E n =2nA -可知铬原子在各能级上的能量为E 1=-A ，E 2=4A -，E 4=16A -， 铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级释放能量为ΔE 1=E 2-E 1=43A. n=4能级上的电子脱离原子电离，即跃迁到无穷远处吸收能量ΔE 2=E ∞-E 4=16A 发生俄歇效应，电子的动能为E kΔE 1=ΔE 2+E k 所以E k =A 1611，故C 正确. 答案：C【例4】 氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能.氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时（ ）A.氢原子的能量减小，电子的动能增加B.氢原子的能量增加，电子的动能增加C.氢原子的能量减小，电子的动能减小D.氢原子的能量增加，电子的动能减小思路解析：氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子放出光子，氢原子能量减小，核外电子所受力做正功，其动能增加，故A 正确.答案：A知识导学在前几节中我们学习了卢瑟福的原子核式结构模型，但在上一节中运用其进行解释氢原子光谱的产生原因时就遇到了困难.也就是说卢瑟福的原子核式结构模型具有一定的局限性.本节我们所要学习的能级是在此基础上提出的.由此可知，一个理论体系的完善要有一个过程，在学习本节前要对玻尔模型有一定的理解，这是学习本节内容的关键.疑难导析1.为了帮助大家理解，给出氢原子能级图，并加以解释.（1）能级图：图18-4-1（2）对氢原子能级图的理解①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态，氢原子可以有无穷多个能级值.②横线左端的数字“1、2、3…”表示量子数.③横线右端的数字“-13.6、-3.4…”表示氢原子各个状态的能量值.④相邻横线间的距离不相等，表示相邻能级间的差值不相等，能级越高，差值越小，且横线间的距离与能级间的差值成正比.⑤带箭头的竖直线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，竖直线的长度表示辐射光子能量的大小.⑥n=1对应于基态，n=∞对应于原子的电离，从能级图可以看出，n 越大，能级线越密，表现为上密下疏.2.1941年，夫兰克和赫兹采用慢电子轰击稀薄气体原子的方法使原子从低能级激发到高能级，结果表示电子与原子发生碰撞时只交换某些定值能量，从而直接证明了原子内部量子化能级结构的存在，为玻尔理论提供了独立于光谱研究方法的一个直接的实验证据.问题导思原子的大小和能级（1）玻尔在他建立的原子理论的基础上，根据经典的电磁理论和牛顿力学知识计算了氢原子的大小和能级，即r n =n 2·r 1E n =121E n (n=1,2,3, …) r 1、E 1分别表示电子离核最近的第一条轨道半径大小和它在第一条轨道上运动时的原子能量.玻尔算出r 1=0.53 A ，E 1=-13.6 eV（原子的能量是原子核外电子的动能和电子与核组成的系统的电势能的总和）（2）原子各定态的能量值——能级对于氢原子：E 1=-13.6 eV ，E 2=-3.4 eVE 3=-1.51 eV ，E 4=-0.85 eV由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化.典题导考绿色通道：本题同学们常错解为B 、D ，错解原因是错误地认为光子能量E ＞E m -E n ，就可使原子跃迁，没有正确理解氢原子由基态向激发态跃迁时，所吸收光子的能量必须是其能级差.【典题变式1】 氢原子第二能级的能量为（ ）A.-13.6 eVB.-10.2 eVC.-3.6 eVD.-7.8 eV答案：C黑色陷阱：本题同学们易错解A 、B 、D ，其原因是错误地认为能发出三种频率的光，就必定吸收了三种频率的光子，或三种频率之和的光子，应注意到题目所给的为单色光，因此照射光的光子频率只有一种.然后，需要考虑两个过程：一是基态氢原子吸收一定的光子能量后处于激发态；二是处于激发态的氢原子向外辐射光子，有一个清晰的解题思路是解决本题的前提.【典题变式2】 氢原子辐射出一个光子后，则（ ）A.电子绕核旋转半径增大B.电子的动能增大C.氢原子的电势能增大D.原子的能级值增大答案：B绿色通道：读懂题意，搞清所涉及到的各能级的能量关系，类比氢原子的能级规律，这是解本题的关键.【典题变式3】1.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光.以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，E′等于（ ） A.c h E λ- B.c h E λ+ C.E-λch D.E+λch 2.处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λ1、λ2、λ3的三种单色光，且λ1＞λ2＞λ3，则照射光的波长为（ ）A.λ1B.λ1+λ2+λ3C.3232λλλλ+D.2121λλλλ+ 答案：1.C 2.D绿色通道：氢原子的电子由外层轨道向内层轨道跃迁时，要辐射光子，辐射光子就是辐射能量，根据能量守恒定律，氢原子能量应当减小，而电子动能的变化则由动能与轨道半径的关系判断.电子绕核做匀速圆周运动，r mv re k 222=及E k =221mv 得E k =r ke 22可知r 越小，动能越大. 【典题变式4】 根据玻尔理论，氢原子核外电子在n=1和n=2的轨道上运动时，其运动的（ ）A.轨道半径之比为1∶4B.动能之比为4∶1C.速度大小之比为4∶1D.周期之比为1∶8答案：AB2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．下列说法正确的是（）A．电子的发现说明原子具有核式结构B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，该金属的逸出功越大D．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大2．图甲中竖直放置的电磁铁通入图乙所示电流，当t=t1时，测得上下两磁极之间的中央处O点磁感应强度大小为B0；若在O点水平固定一个闭合导体小圆环（圆心即O点），电磁铁仍通入图乙所示的电流，当t=t1时，测得O点磁感应强度大小为B，则圆环中感应电流在O点产生的磁感应强度大小为（）A．B0B．B0－B C．B0+B D．03．氢原子的能级图如图所示。
高中物理 第十八章 原子结构本章整合学案 新人教版选
第十八章原子结构本章整合知识网络专题归纳专题一原子核式结构模型1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2．α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来。
3．三个原子模型的对比：续表说明：认识原子结构的线索：气体放电的研究→阴极射线→发现电子→汤姆孙的“枣糕”模型α−−−−−→粒子散射实验瑟福核式结构模型−−−−−−→氢原子光谱的研究玻尔模型。
【例题1】 在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( ) A ．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B ．正电荷在原子内是均匀分布的C ．原子中存在着带负电的电子D ．原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：卢瑟福α粒子散射实验中使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，选项A 正确，选项B 错误；α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变。
选项C 、D 的说法没错，但与题意不符。
答案：A专题二 氢原子的能级、能级公式1．氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式：E n ＝21n E 1(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，E 1＝－13.6 eV 。
氢原子的半径公式：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，r 1＝0.53×10－10 m 。
2．氢原子的能级图，如图(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态。
(2)横线左端的数字“1,2,3，…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原子的能级。
(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小。
(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝E m－E n。
高中物理 第十八章 原子结构 2 原子的核式结构模型名师导航学案 新人教版选修35
2 原子的核式结构模型名师导航知识梳理1.α粒子散射实验：用α射线照射金箔，____________α粒子穿过后基本上仍沿原方向前进，____________α粒子发生较大偏转.2.原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做____________，原子的全部____________和几乎全部的____________都集中在原子核里，带负电的电子在____________空间运动.3.原子半径的数量级为____________m，原子核的半径数量级为____________m.疑难突破对α粒子散射实验的正确理解剖析：（1）装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图18-2-1所示.图18-2-1（2）现象：①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.②少数α粒子发生较大的偏转.③极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.说明：①整个实验过程在真空中进行.②使用金箔的原因是由于金的延伸性好，可以做得很薄，可认为只有一层金原子.α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，因为按照汤姆生的原子结构模型，带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小很多，α粒子碰到电子后就像子弹碰到了一粒尘埃一样，其运动方向不会发生改变；但实验结果却出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸却被反弹回一样不可思议的现象.卢瑟福通过分析，否定了汤姆生的原子结构模型，提出了自己的模型.问题探究问题：试从α粒子散射实验出发，探究原子的结构模型.探究：卢瑟福根据α粒子散射实验的结果进行了科学猜测，“绝大多数α粒子穿透金箔后基本上仍沿原来的方向前进”说明了“原子内部是十分空旷的，就像太阳—行星系结构那样”；“少数α粒子发生了较大角度的偏转”说明了“金属原子内有一个很小很重的核，原子的几乎全部质量、全部正电荷都集中在这个核上”，导致α粒子与金箔原子核“碰撞”的几率很小；又由于金箔原子核的质量比α粒子的质量大得多，就会发生“碰撞”后α粒子的大角度偏转现象.探究结论：卢瑟福的原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转. 典题精讲【例1】关于α粒子散射实验（）A.绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转B.α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C.α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大D.对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小思路解析：由于原子很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转.从α粒子的散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15 m—10-14 m.由此可知A错，D正确.用极端法，设α粒子向重金属核射去，如图18-2-2所示.可知α粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动能减少，势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，电势能减少.所以选项B、C都错.图18-2-2答案：D【例2】卢瑟福α粒子散射实验的结果（）A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明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.说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动思路解析：原子的有核模型即原子的核式结构，是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的.它肯定了原子核的存在，描述了原子核的电荷量、质量、大小等.但它没有说明原子核电子如何分布、运动，也没有说明原子核内部的结构和运动.答案：C知识导学由于原子实在是太小，无法直观地去研究它.故我们只有通过它表现出的外在性质，推测它的内部结构，比如汤姆生首先提出的葡萄干布丁模型，但很快就被否定了，原因是用这一模型不能解释本节将要学习的α粒子散射实验中的α粒子的大角度散射现象.为什么不能解释呢？希望同学们带着这一问题去学习本节，这样可以帮助你更好地理解本节内容.疑难导析为了帮助理解，我们可以试着去分析α粒子散射实验现象产生的原因.α粒子大角度的散射，不可能是因为金箔的原子内的电子造成的，因为电子的质量很小.只有当α粒子受到原子内正电荷很强的斥力时它的运动方向才会有这样大的改变.原子中的正电荷与原子的质量一定集中在一个很小的核上.结论：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动.原子核很小，直径的数量级为10-15 m.这一结论就是卢瑟福核式模型的主要内容，也可以说是α粒子散射实验推翻了汤姆生的葡萄干布丁模型，在知识导学中提到的问题在这里得到了回答.问题导思卢瑟福原子模型对α粒子散射实验的解释由于原子的全部正电荷都集中在原子核中，当α粒子与核十分接近时，会受到很大的库仑斥力而发生大角度偏转.但因为原子内部大部分是空的，核又很小，所以α粒子穿过原子时靠近核的机会很少.绝大多数α粒子离核较远，受到的库仑斥力小，基本上沿直线前进；极少数α粒子离核较近，发生大角度偏转；个别α粒子正对着核运动，被反弹.原子核的三个特点：核很小，原子直径的数量级（即电子运动的范围的数量级）为10-10 m，原子核直径的数量级为10-15m，两者相差10万倍，而体积的差别就更大了；核很重，最轻的原子——氢原子核的质量是核外电子质量的1837倍，原子的几乎全部质量都集中在核里；原子核对核外电子的库仑引力提供了电子绕核旋转的向心力.典题导考绿色通道：解此类题的关键是理解原子的核式结构.（1）对实验现象的分析：α粒子大角度的散射，不可能是因为金箔的原子内的电子造成的，因为电子质量很小.只有当α粒子受到原子内正电荷很强的斥力时它的运动方向才会有这样大的改变.原子中的正电荷与原子的质量一定集中在一个很小的核上.（2）结论：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动.原子核很小，直径的数量级为10-15 m. 【典题变式1】在α粒子散射实验中，我们并没有考虑电子对α粒子偏转角度的影响，这是因为（）A.电子的体积非常小，以致α粒子碰不到它B.电子质量远比α粒子小，所以它对α粒子运动影响极其微小C.α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消D.电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零答案：B绿色通道：解此类题关键是从以下思路去思考：绝大多数α粒子不偏转，说明原子的质量几乎全部集中在原子核上.该实验只说明了原子中有原子核，没有说明电子在原子中是如何运动的，更没有说明原子核内部的构造.【典题变式2】卢瑟福提出的原子核式结构学说包括下列哪些内容（）A.原子中心有一个很小的核B.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里C.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D.带负电的电子在核外空间绕原子核旋转答案：ABC。
高中物理第十八章原子结构一电子的发现学案新人教选修
一、电子的发现【学习目标】1．知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
2．体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。
3．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。
4．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
【新知预习】（一）阴极射线1．演示实验：如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的________，接感应线圈的负极，A是金属环制成的________，接感应线圈的正极，管中十字状物体是一个金属板．接电源后，线圈会产生________的高电压加在两个电极之间．可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的________．2．阴极射线：荧光的实质是由于玻璃受到________发射的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为 ________.3．19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点．一种观点认为阴极射线是像X射线一样的______________________________________________________________，另一种观点认为阴极射线是________．（二）电子的发现1．阴极射线实质上是电子流：汤姆孙根据阴极射线在________和________中的偏转情况断定，它的本质是________的粒子流，并求出了这种粒子的________．2．密立根实验：电子电荷的精确确定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．电子电荷的现代值为________(保留两位有效数字)．3．电荷的量子化：即任何带电体的电荷只能是________的整数倍．4．质子质量与电子质量的比值为m pm e＝________；从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量为9.1×10－31 kg.【导析探究】导析一：阴极射线例1 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究( )A．发现阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．发现阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．发现不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．并未得出阴极射线粒子的电荷量例2 英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法中正确的是( )A．任何物质中均有电子B．不同物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元导析二：电子的比荷测定例3 如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置．当极板P和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，O′到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式．例4 在阴极射线管中的两个电极上加3.2×103V的高电压，阴极发出的阴极射线在电场中加速而获得高能量，若电子离开阴极表面时的速度为零，则电子到达阳极的速度为多少？【当堂检测】1．关于阴极射线，下列说法正确的是( )A．阴极射线是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是由阳极发出的某种射线C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的某种射线D．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的2．下列说法中正确的是( )A．原子是可以再分的，是由更小的微粒组成的B．通常情况下，气体是导电的C．在强电场中气体能够被电离而导电D．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果3．如果阴极射线是像X射线一样的电磁波，则下列说法正确的是 ( )A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能改变4．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型学案选修3_5
2 原子的核式结构模型学习目标知识脉络1.了解α粒子散射实验器材、实验原理和实验现象．(重点)2．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容．(重点、难点)3．了解卢瑟福的实验和科学方法，培养抽象思维能力．(重点)α 粒子散射实验[先填空]1．汤姆孙原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中．图18212．α粒子散射实验(1)实验装置：α粒子源、金箔、放大镜和荧光屏．(2)实验现象：①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进．②少数α粒子发生了大角度的偏转．③极少数α粒子的偏转角大于90°，甚至有极个别α粒子被反弹回来．(3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型．[再判断]1．卢瑟福为了证实汤姆孙原子模型的正确性进行了α粒子散射实验．(√)2．α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹．(×)3．卢瑟福否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型．(√)1．α粒子发生大角度散射的原因是什么？【提示】α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．2．汤姆孙的原子结构模型为什么被卢瑟福否定掉？【提示】按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．[合作探讨]汤姆孙发现电子后对于原子的结构提出了“枣糕”原子模型，卢瑟福为寻找实验依据设计进行了α粒子散射实验．探讨1：α粒子散射实验有何意义？【提示】(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)卢瑟福提出了原子的核式结构模型．探讨2：由α粒子散射实验的结果为何可以说明原子核尺度很小，但几乎占有全部质量？【提示】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，说明带正电荷部分很小，少数α粒子被“撞了回来”说明遇到了质量很大的部分．[核心点击]1．装置放射源、金箔、荧光屏等，如图1822所示．图18222．现象及解释(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进．大多数α粒子离金原子核较远．(2)少数α粒子发生较大的偏转．发生较大偏转的α粒子是由于离金原子核较近，库仑斥力较大．(3)极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.正对或基本正对着金原子核入射的α粒子在库仑斥力作用下先减速至较小速度然后加速远离金原子核．3．实验的注意事项(1)整个实验过程在真空中进行．(2)金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过．(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄．另外一点就是金的原子序数大，α粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显．1．如图1823所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是( )图1823A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数要比A位置少很多D．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光E．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少【解析】在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，极个别α粒子被反射回来，故B、D错误，CE正确．【答案】ACE2．由α粒子的散射实验可以得出的正确结论有( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上E．原子中存在着带负电的电子【解析】卢瑟福由α粒子散射实验得到的结论有：在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在核外的空间运动．【答案】ABD3．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中一定不符合实验事实的是( )【解析】α粒子与原子核相互排斥，运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显．【答案】ABD(1)分析α粒子散射实验中的现象时，应注意是“绝大多数”“少数”还是“极少数”粒子的行为．“大角度偏转”只是少数粒子的行为．(2)α粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对实验现象的分析是建立卢瑟福核式结构模型的关键．通过对α粒子散射实验这一宏观探测，间接地构建出原子结构的微观图景．卢瑟福的核式结构模型[先填空]1．核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动．2．原子核的电荷与尺度[再判断]1．原子的质量几乎全部集中在原子核上．(√)2．原子中所有正电荷都集中在原子核内．(√)3．核电荷数等于质子数，也等于中子数．(×)[后思考]1．原子中的原子核所带的电荷量有何特点？【提示】原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量绝对值相等．2．原子核的大小在整个原子中占有多大的比例？【提示】原子半径数量级是10－10m，而原子核半径数量级是10－15m，二者相差10万倍之多，故原子核在原子中所占的体积是很小的．[合作探讨]汤姆孙发现电子后建立了“枣糕”模型，卢瑟福根据α粒散射实验推翻了“枣糕”模型，建立了核式结构模型．探讨1：卢瑟福的核式结构模型是最科学的吗？【提示】卢瑟福的核式结构模型是比汤姆孙的“枣糕”模型更科学的模型，但不是最科学的模型，随着人们认识水平的不断提高，原子结构模型也在不断更新．探讨2：如何理解原子内绝大部分是空的？【提示】原子核的半径数量级为10－15 m，原子的半径数量级为10－10 m，原子核的体积只相当于原子体积的10－15，故原子内部绝大部分是空的．[核心点击]1．原子的核式结构与原子的枣糕模型的根本区别．核式结构枣糕模型原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内2.3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数．4．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15m，两者相差10万倍之多．4．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子E．因正、负电荷在原子中是均匀分布的，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进【解析】原子核带正电，与α粒子之间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对．【答案】BCD5．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的α粒子( )A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用E．动量的变化量较大【解析】由于原子的体积远远大于原子核的体积，当α粒子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对较远，而且其他原子核对α粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的这个α粒子并非由于受到多个原子核作用，C错；由库仑定律可知，α粒子受到的斥力与距离的平方成反比，α粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错；当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D、E对．【答案】ADE6．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是( )A．动能最小B．势能最小C．势能最大D．α粒子与金原子核组成的系统能量最小E．α粒子所受金原子核的斥力最大【解析】α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故α粒子动能减小，电势能增加；系统的能量守恒，由库仑定律可知随着距离的减小，库仑斥力逐渐增大．【答案】ACEα粒子散射实验中的力电问题分析(1)库仑定律：F＝k q1q2r2，用来分析α粒子和原子核间的相互作用力．(2)牛顿第二定律：该实验中α粒子只受库仑力，可根据库仑力的变化分析加速度的变化．(3)功能关系：根据库仑力做功，可分析动能的变化，也能分析电势能的变化．学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．对α 粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以E．实验装置必须放在真空中【解析】若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B错．若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C对．若放置在空气中，空气中的尘埃【答案】ACE2．当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是( )A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D．α粒子一直受到库仑斥力，速度先减小后增大E．α粒子在靠近原子核的过程中，α粒子和原子核组成的系统能量不变【解析】α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，二者组成的系统能量不变．故DE正确．【答案】BDE3．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是( )A．原子是一个质量分布均匀的球体B．原子的质量几乎全部集中在原子核内C．原子的正电荷全部集中在一个很小的核内D．原子核半径的数量级是10－10 mE．原子核半径的数量级是10－15 m【解析】根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B、C、E正确．【答案】BCE4．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是( )A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少C．α粒子离开原子核的过程中，电势能减少D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小E．对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出α粒子的大小【解析】由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近核的α粒子很少，所以绝大多数α粒子几乎不偏转，A错误；由α粒子散射实验数据，卢瑟福估算出了原子核的大小，D正确，E错误；α粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做功，所以动能减小，电势能增大，远离原子核时，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，B、C正确．【答案】BCD5．如图1824所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是( )图1824B ．α粒子在B 处的速度最大C ．α粒子在A 、C 处的速度大小相等D ．α粒子在B 处速度比在C 处速度小E ．α粒子在A 、C 两处的电势能相等【解析】 由能量守恒定律可知，对于A 、B 、C 三点，A 、C 位于原子核形成的同一等势面上，电势能相同，故动能也相同，则A 、C 两点速率相同，C 、E 正确；由A 到B ，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B 点速度最小，D 正确，A 、B 错误．【答案】 CDE6．1911年，卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型．若用动能用1 MeV 的α粒子轰击金箔，其速度约为________m/s.(质子和中子的质量均为1.67×10－27kg,1 MeV ＝1×106eV)【解析】 设α粒子的速度为v ，E k ＝12mv 2，则v ＝2E km＝2×1×106×1.6×10－194×1.67×10－27m/s ≈6.9×106m/s.【答案】 大 6.9×1067．如图1825所示，M 、N 为原子核外的两个等势面，已知U NM ＝100 V ．一个α粒子以2.5×105m/s 从等势面M 上的A 点运动到等势面N 上的B 点，求α粒子在B 点时速度的大小(已知m α＝6.64×10－27kg)．图1825【解析】 α粒子在由A 到B 的过程中，满足－2eU NM ＝12m αv 2－12m αv 20由此得v ＝v 20－4eU NM m α≈2.3×105m/s.【答案】 2.3×105m/s8．速度为107m/s 的α粒子从很远的地方飞来，与铝原子核发生对心碰撞，若α粒子的质量为4m 0，铝核的质量为27m 0，它们相距最近时，铝核获得的动能是原α粒子动能的多少？【解析】 当两者速度相同时相距最近，由动量守恒，得 m αv 0＝(m α＋m 铝)v 解得v ＝m αv 0m α＋m 铝＝431v 0所以E k 铝E kα＝12m 铝v 212m αv 20＝108961.【答案】1089619．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图1826中实线所示．图中P 、Q 为轨迹上的点，虚线是过P 、Q 两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么该原子核的位置在________区域. 【导学号：66390031】图1826【解析】 α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹．【答案】 ①10．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型……如图1827甲、乙所示，都采用了________方法．甲：枣糕模型 乙：行星模型 图1827【答案】 类比推理11．在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79.求α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝k q 1q 2r ，r 为距点电荷的距离．α粒子质量为6.64×10－27kg). 【导学号：66390032】【解析】 当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2d.d ＝2kq 1q 2mv2＝2×9.0×109×2×79× 1.6×10－1926.64×10－27× 2.0×1072m≈2.7×10－14m.【答案】 2.7×10－14m12．已知电子质量为9.1×10－31kg ，带电荷量为－1.6×10－19C ，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m ，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流. 【导学号：66390033】供．根据mv 2r ＝k e2r 2，得v ＝ek rm＝1.6×10－19×9×1090.53×10－10×9.1×10－31 m/s≈2.19×106m/s ；其动能E k ＝12mv 2＝12×9.1×10－31×(2.19×106)2 J≈2.18×10－18J ；运动周期T ＝2πrv＝2×3.14×0.53×10－102.17×106s≈1.53×10－16s ；电子绕核运动形成的等效电流I ＝q t ＝e T ＝1.6×10－191.53×10－16 A≈1.05×10－3 A. 【答案】2.19×106m/s 2.18×10－18J 1.53×10－16s 1.05×10－3A高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第十八章原子结构第1节第2节原子的核式结构模型电子的发现学案新人教版选修3_50316154.doc
第1节电子的发现第2节原子的核式结构模型1.知道阴极射线是由电子组成的以及电荷量是量子化的．2.了解α粒子散射实验的原理和现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容．3.知道原子和原子核的大小数量级，原子核的电荷数．一、阴极射线1．实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈．2．实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光．3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线．二、电子的发现1．汤姆孙根据阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流，并求出其比荷．2．密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19 C，电子质量m e＝9.1×10－31 kg.三、α粒子散射实验1．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中．2．α粒子散射实验(1)α粒子从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍．(2)实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转角度甚至大于90°.3．卢瑟福的核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动．四、原子核的电荷与尺度判一判(1)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射．( )(2)组成阴极射线的粒子是电子．( )(3)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值．( )(4)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的．( )(5)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹．( )(6)α粒子大角度的偏转是电子造成的．( )提示：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×做一做关于原子结构，汤姆孙提出“葡萄干蛋糕模型”、卢瑟福提出“行星模型”，如图甲和乙所示，都采用了类比推理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是( )A．人们为便于研究物体的运动而建立质点模型B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波提示：选C．模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物，类比有助于我们更好地认识事物的本质．质点模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过自然现象发现的；托马斯·杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的．故正确选项为C．电子的发现1.真空玻璃管两极加上高电压→玻璃管壁上发出荧光2．德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线．3．猜想(1)阴极射线是一种电磁辐射．(2)阴极射线是带电微粒．4．英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转．5．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转[思路点拨] 由安培定则判定直导线在阴极射线处的磁场方向，再由左手定则判定受力方向．[解析] 由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转．故正确选项为D．[答案] D阴极射线(电子)从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．1.(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是( )A．电子是原子核的组成部分B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷解析：选BC．电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比．电子比荷的测定1910年美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”，简练而又精确地测定了电子的电荷量．更重要的是密立根实验发现电荷是量子化的，即任何电荷的电荷量只能是元电荷e 的整数倍，并求得了元电荷即电子所带的电荷量e.密立根实验的原理(1)如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．(2)小油滴由于摩擦而带负电，调节A 、B 两板间的电压，可以使小油滴静止在两板之间，此时电场力和重力平衡，即mg ＝Eq ，则电荷的电荷量q ＝mg E .实验发现，q 一定是某个最小电荷量的整数倍，这个最小的电荷量就是电子的电荷量．汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A ′中心的小孔沿中心轴O 1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ′间的区域内．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ′点(O ′点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计)．此时，在P 和P ′间的区域内，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2(如图所示)．(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小．(2)推导出电子的比荷的表达式．[思路点拨] 此题中电子在电场中做类平抛运动，在电磁场中做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，仔细分析其物理过程，不难求出结果．[解析] (1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O 点，设电子的速度为v ，则evB ＝eE ，得v ＝E B ，即v ＝U Bb .(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，在竖直方向做匀加速运动，加速度a ＝eU mb电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间t 1＝L 1v这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离d 1＝12at 21＝eL 21U 2mv 2b离开电场时竖直向上的分速度v ⊥＝at 1＝eL 1U mvb电子离开电场后做匀速直线运动，经t 2时间到达荧光屏幕t 2＝L 2vt 2时间内向上运动的距离d 2＝v ⊥t 2＝eUL 1L 2mv 2b这样，电子向上的总偏转距离d ＝d 1＋d 2＝eU mv 2b L 1⎝⎛⎭⎪⎫L 2＋L 12 可解得e m ＝2Ud B 2bL 1(L 1＋2L 2). [答案] (1)U Bb (2)2Ud B 2bL 1(L 1＋2L 2)2.密立根用喷雾的方法获得了带电液滴，然后把这些带有不同电荷量和质量的液滴置于电场中，通过电场力和重力平衡的方法最终测得了带电液滴的电荷量，某次测量中，他得到了如下数据________________________________________________________________________. 解析：根据表格中的数据与电子电荷量的比值关系： q 1e ＝6.41×10－191.6×10－19＝4；q 2e ＝9.70×10－191.6×10－19＝6； q 3e ＝1.6×10－191.6×10－19＝1；q 4e ＝4.82×10－191.6×10－19＝3； 得出结论：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷e 的整数倍．答案：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷e 的整数倍对α粒子散射实验的理解1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图所示．2．现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进．(2)少数α粒子发生较大的偏转．(3)极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.3．注意事项(1)整个实验过程在真空中进行．(2)α粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过．4．汤姆孙的原子模型不能解释α粒子大角度散射的实验结果．如果α粒子以速度v 与电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的)，求碰撞后，α粒子的速度变化了多少？并由此说明：为什么原子中的电子不能使α粒子发生明显的偏转？[思路点拨] 分析求解本题，需要运用弹性碰撞知识．α粒子与电子发生弹性正碰时，遵循机械能守恒和动量守恒定律，通过列出两个守恒方程进行定量计算，从而作出判断．[解析] 设α粒子初速度为v ，质量为M ，与电子碰后速度为v 1，电子质量为m ，与α粒子碰后速度为v 2由动量守恒定律Mv ＝Mv 1＋mv 2①由能量守恒12Mv 2＝12Mv 21＋12mv 22② 由①②式得v 1＝M －m M ＋mv ③ α粒子速度变化量Δv 1＝v 1－v ＝－2m M ＋mv ④ 把M ＝7 300m 代入④式得Δv 1＝－27 301v ＝－0.000 3v 可见α粒子的速度变化只有万分之三，说明原子中的电子不能使α粒子发生明显的偏转．[答案] 见解析解决α粒子散射实验问题的技巧(1)熟记实验装置及原理．(2)理解建立核式结构模型的要点．①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射．③少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用．④绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内．3.(多选)(2017·孝感高中高二检测)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是( )A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：选AD．在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，极个别α粒子被反射回来，故B、C错误，D正确．对卢瑟福核式结构模型的理解1．内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转．2．对α粒子散射实验现象的解释(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小．因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转．(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少，所以有少数粒子发生了大角度偏转．(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示，所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90°.3．数量级：原子的半径数量级为10－10 m ，原子核半径的数量级为10－15 m ，原子核的半径只相当于原子半径的10－5，体积只相当于原子体积的10－15.(多选)(2017·梅州高二检测)关于原子核式结构理论说法正确的是( )A ．是通过发现电子现象得出来的B ．原子的中心有个核，叫做原子核C ．原子的正电荷均匀分布在整个原子中D ．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外旋转[解析] 原子的核式结构模型是在α粒子的散射实验结果的基础上提出的，A 错误．原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，B 正确，C 错误．原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外旋转，D 正确．[答案] BD应用核式结构模型分析求解问题时，要注意从力的角度及功能关系角度入手．1．α粒子的受力特点α粒子与原子核间的作用力是库仑斥力：F ＝kQq r 2. (1)式中Q 为原子核的电荷量，q 为α粒子所带电荷量，r 为α粒子与原子核间的距离．(2)α粒子离原子核越近，库仑力越大，运动加速度越大，反之，则越小．(3)α粒子的受力方向沿原子核与α粒子的连线，由原子核指向α粒子．2．库仑力对α粒子的做功情况(1)当α粒子靠近原子核时，库仑斥力做负功，电势能增加．(2)当α粒子远离原子核时，库仑斥力做正功，电势能减小．3．α粒子的能量转化仅有库仑力做功时，能量只在电势能和动能之间发生相互转化，而总能量保持不变．4.1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型．若用动能为1 MeV 的α粒子轰击金箔，其速度约为________m/s.(质子和中子的质量均为1.67×10－27 kg ，1 MeV ＝106 eV) 解析：设α粒子的速度为v ，E k ＝12mv 2，v ＝2E k m ＝2×1×106×1.6×10－194×1.67×10－27 m/s ≈6.9×106 m/s.答案：大 6.9×106精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
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十八章原子核18．1 电子的发现【学习目标】1.知道电子是怎样发现的及其对人类探索原子结构的重大意义．2．知道阴极射线及其产生方法，了解汤姆孙发现电子的研究方法．3．能熟练运用所学知识解决电子在电场和磁场中运动问题．【重点难点】1.电子的发现过程．2．电子在电场和磁场中运动的有关计算．【易错问题】误认为气体压强越小辉光现象越明显．【自主学习】一、阴极射线阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是_____．对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物，赫兹。
认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。
认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
二、电子的发现1897年英国物理学家_______通过研究_________发现了电子；1910年美国物理学家_________通过著名的____实验精确测定了电子的电荷量．电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，电子的电荷量约为__________C，电子的质量约为__________kg.任何带电体所带电量只能是电子电量的_______．【课堂达标】1．关于电子的发现者，下列说法正确的是( )A．英国的汤姆孙B．德国的普吕克尔C．德国的戈德斯坦D．美国的密立根2．汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是( )A．物质中可能有电子，也可能没有电子B．不同的物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元3．关于电荷量下列说法不．正确的是( )A．电子的电量是由密立根通过油滴实验测得的 B．物体的带电量可以是任意值C．物体带电量的最小值为1.6×10－19C D．电子所带的电荷量称为元电荷4.图18－1－8如图18－1－8所示，在阴极射线管正上方平行放一根通有强电流的长直导线，则阴极射线将( ) A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转5．图18－1－9是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图18－1－9A ．加一磁场，磁场方向沿z 轴负方向B ．加一磁场，磁场方向沿y 轴正方向C ．加一电场，电场方向沿z 轴负方向D ．加一电场，电场方向沿y 轴正方向6．图18－1－10为示波管中电子枪的原理示意图．示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U .电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是( )图18－1－10A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v图18－1－117．如图18－1－11所示，光电管的阴极被某种频率的光照射后，能产生光电效应．阴极K 上的电子被激发逸出表面(初速度为零)，经加速电压U 加速后达到阳极A 上，并立即被A 吸收．若电子电荷量为e ，质量为m .则A 极在单位时间内所受的冲量为________．8.图18－1－12测量油滴带电荷量的装置如图18－1－12所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况．两金属板间的距离为d ，忽略空气对油滴的浮力和阻力．调节两金属板间的电势差u ，当u ＝U 0时，使得某个质量为m 1的油滴恰好做匀速运动，该油滴所带电荷量q 为多少？思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了水中月。
18．2 原子的核式结构模型【学习目标】1.知道α粒子散射实验的现象．2．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想．3．知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺度．【重点难点】1.α粒子散射实验现象及其解释．2．卢瑟福的原子核式结构模型．【易错问题】误认为任何情况下核外电子数都等于核内质子数．【自主学习】一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个_____、______弥漫性地均匀分布在整个球体内，____镶嵌在球中．汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被_________实验否定了．二、α粒子散射实验1．α粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的__________，带__________电荷，质量为_______质量的4倍．2．实验结果(1)________α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．(2)_____ α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.3．卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了_________模型．三、卢瑟福的核式结构模型核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫________．它集中了原子全部的_______和几乎全部的_____，_____在正电体的外面运动．四、原子核的电荷与尺度1．电荷：原子核是由_____和______组成的．原子核的电荷数就是核中的_______．2．尺度：对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为______m.而整个原子半径的数量级是_____m．两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．【课堂达标】1．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光2．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( ) A．万有引力B．库仑力 C．磁场力 D．核力3．原子核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的( )A．光电效应实验B．α粒子散射实验C．汤姆孙发现电子的阴极射线实验D．密立根实验4．从α粒子散射实验结果出发，推出的下述结论中正确的是( )A．说明金原子的内部大部分是空的B．说明α粒子的质量比金原子质量还大C．说明金原子也是个球体D．说明α粒子的速度很大5．卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕核运动．设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，氢原子中电子离核最近的轨道半径r1＝0.53×10－10m，用经典物理学的知识，试计算在此轨道上电子绕核转动的加速度大小．巩固练习：1．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子2．当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是( )A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小3．下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外运动，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约是10－10 m图18－2－64．用α粒子轰击金箔，α粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图18－2－6所示，则α粒子的路径可能是( )A．aB．bC．cD．a、b、c都是不可能的图18－2－75．如图18－2－7所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是( )A．α粒子在A处的速度比在B处速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度大小相等D．α粒子在B处速度比在C处速度小6．正电子是电子的反粒子，它跟电子电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布他们分别制造出了9个和7个反氢原子．这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是( ) A．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成C．一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成D．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成7．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量很小D．所受金原子核的斥力最大8．1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型．若用动能为1 MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为________ m/s.(质子和中子的质量均为1.67×10－27 kg,1 MeV＝1×106 eV)图18－2－89．如图18－2－8所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知U NM＝100 V．一个α粒子以2.5×105m/s 的速率从A点运动到B点，求：(1)α粒子在B点时速度的大小；(2)α粒子与核相距最近处C与A点的电势差；(3)如果此原子核为金原子核(已知金原子核的核电荷数为79)，且α粒子与金原子核以v＝2×107m/s的速度发生对心正碰，试估算金原子核的大小．(电势能表达式ε＝k q1q2r，mα＝6.64×10－27 kg)10．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离约为2×10－14 m，则(1)α粒子离金核最近时受到的库仑斥力是多大？(2)此力对α粒子产生的加速度是多大？(3)估算金原子核的平均密度为多少？(已知qα＝2e，mα＝6.64×10－27 kg，M Au＝3.3×10－25 kg)18．3 氢原子光谱【学习目标】1.知道什么是光谱，什么是线状谱，什么是连续谱．2．知道光谱分析的应用．3．知道氢原子光谱的实验规律及巴尔末公式，知道经典电磁理论的困难． 【重点难点】1.线状谱与连续谱的区别． 2．氢原子光谱的实验规律．【易错问题】误认为连续光谱只要通过气体就能产生暗线光谱． 【自主学习】 一、光谱1．定义：按照光的_____和强度分布的展开排列的记录，即光谱．2．分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫____，这样的光谱叫_______．有的光谱不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做______．3．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射_________的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子________是不一样的，因此这些_____称为原子的特征光谱．4．光谱分析：利用原子的________来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索________的重要途径．2．巴耳末公式：1λ＝R (122－1n2)(n ＝3、4、5…)3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的____特征． 三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了_______实验． 2．困难：经典物理学既无法解释原子的______又无法解释原子光谱的________．【核心突破】一、光谱和光谱分析1．光谱分类⎩⎨⎧发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧连续谱线状谱吸收光谱(1)连续谱①产生：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱．②特点：其光谱是连在一起的光带．【课堂达标】1．关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( ) A ．光谱包括连续谱和线状谱B ．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C ．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D ．光谱分析帮助人们发现了许多新元素 2．下列光谱中哪些是线状谱( ) A ．霓虹灯发光形成的光谱 B ．白炽灯产生的光谱C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱D．蜡烛火焰产生的光谱3．关于光谱，下列说法中正确的是( )A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱巩固练习1．关于光谱，下列说法正确的是( )A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．月亮的光谱是连续谱2．通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱( )A．按光子的频率顺序排列B．按光子的质量大小排列C．按光子的速度大小排列 D．按光子的能量大小排列3．有关原子光谱，下列说法正确的是( )A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．太阳光谱是连续谱D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析4．对于光谱，下面的说法中正确的是( )A．大量原子发光的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱5．关于光谱分析，下列说法错误的是( )A．光谱分析的依据是每种元素都有其特征谱线B．光谱分析不能用连续光谱C．光谱分析既可以用线状谱也可以用吸收光谱D．分析月亮的光谱可得知月球的化学组成6．以下说法中正确的是( )A．进行光谱分析，可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C．分析某种物质的化学组成，可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析D．摄下月球的光谱，可以分析出月球上有哪些元素每种原子都有自己的特征谱线，我们可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，它非常灵敏．光谱分析只能用线状谱或吸收光谱，而不能用连续光谱．7．在太阳的光谱中有许多暗线，这表明( )A．太阳内部含有这些暗线所对应的元素B．太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素C．太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素D．地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素8．有关氢原子光谱的说法正确的是( )A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关9.图18－3－2如图18－3－2甲所示的abcd 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )A ．a 元素B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素10．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n2)，n ＝4,5,6，…，R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长？(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？18．4 玻尔的原子模型【学习目标】1.知道玻尔原子理论的基本假设．2．知道能级、能级跃迁，会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量．3．知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性．【重点难点】1.玻尔原子理论的基本假设．2．会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量．【易错问题】1.电子与原子碰撞发生能级跃迁时，误认为电子的能量必须等于能级之差．2．对能级跃迁与电离的区别认识不清．【自主学习】1.电子与原子碰撞发生能级跃迁时，误认为电子的能量必须等于能级之差．2．对能级跃迁与电离的区别认识不清．一、玻尔原子理论的基本假设1．轨道量子化围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些_______、_______数值，这种现象叫做轨道量子化．2．能量量子化(1)定态：电子在不同的轨道对应不同的____，在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外________，在这些状态中原子是_____．(2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的____，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是_________，____________实验充分说明了这一点．(3)能级：把量子化的_______称为能级，其中能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做_______．处于____的原子最稳定．3．跃迁条件(1)跃迁：当电子由能量较高(较低)的定态轨道跳到能量较低(较高)的定态轨道的过程．(2)电磁辐射：当电子在不同的定态轨道间跃迁时就会放出或吸收一定频率的______，光子的能量值为：hν＝________ (其中h是普朗克常量，ν是光子的频率，Em是高能级能量，En是低能级能量)．4．几个基本概念(1)量子数：现代物理学认为原子的可能状态是________，各状态的标号1,2,3,4，……，叫做______，一般用n表示．(2)基态：原子能量_____的状态．(3)激发态：原子能量较____的状态(相对于基态)．(4)电离：原子丢失____的过程．二、玻尔理论对氢光谱的解释原子从较高的能态向低能态跃迁时，放出光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．三、玻尔模型的局限性1．玻尔理论的成功之处玻尔理论第一次将_____观念引入原子领域．提出了定态和____的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律．2．玻尔理论的局限性过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动． 3．电子云原子中的电子没有确定的____值，我们只能描述电子在某个位置出现_____的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云．核心突破】一、玻尔氢原子理论 1．轨道量子化围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化， 例如：r 1＝0.053 nm ，r 2＝0.212 nm ，r 3＝0.477 nm…，即rn ＝n 2r 1，n ＝1,2,3， 2．定态及原子能量量子化不同的电子轨道对应着不同的原子状态，在这些状态中不向外辐射能量，这就是定态．原子在不同的定态中具有不同的能量，能量是量子化的．例如：E 1＝－13.6 eV ，E 2＝－3.4 eV ，E 3＝－1.51 eV…，即E n ＝E 1n2，n ＝1,2,3….3．原子的能级跃迁原子从一个定态跃迁到另一个定态，它辐射或吸收一定频率的光子，即h ν＝E m －E n ，从高能级向低能级跃迁时辐射能量，反之吸收能量，辐射或吸收的能量为两能级的能级差．二、原子跃迁注意的几个问题 1．跃迁与电离跃迁是指原子从一个定态到另一个定态的变化过程，而电离则是指原子核外的电子获得一定能量挣脱原子核的束缚成为自由电子的过程．2．原子跃迁条件与规律原子的跃迁条件h ν＝E 初－E 终适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，以下两种情况则不受此条件限制．(1)光子和原子作用而使原子电离的情况原子一旦电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论．如基态氢原子的电离能为13.6 eV ，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大．(2)实物粒子和原子作用而使原子激发的情况当实物粒子和原子相碰时，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，均可以使原子受激发而向较高能级跃迁，但原子所吸收的能量仍不是任意的，一定等于原子发生跃迁的两个能级间的能量差．3．直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁．两种情况下辐射(或吸收)光子的频率可能不同．4．一个原子和一群原子氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了．即：一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射出的光谱条数为N ＝n n －12＝C 2n ，而一个氢原子处于量子数为n 的激发态上时，最多可辐射出n －1条光谱线．5．跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能E p减小，电子动能增大，原子能量减小向外辐射能量．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大，从外界吸收能量．【课堂达标】1.玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( )A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率2．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( ) A．氢原子的能量增加B．氢原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子3．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是( )A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的4．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( )A．电子的动能B．电子的电势能C．电子的电势能与动能之和D．电子的动能、电势能和原子核能之和5．氢原子辐射出一个光子后( )A．电子绕核旋转半径增大B．电子的动能增大C．氢原子的电势能增大D．原子的能级增大6．如图18－4－6中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E n.用下列几种能量的光子照射处于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是( )图18－4－6A．9 eV的光子B．12 eV的光子C．10.2 eV的光子D．15 eV的光子7．处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，则该照射光的光子能量为( )A．hν1 B．hν2 C．hν3 D．h(ν1＋ν2＋ν3)8．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光，已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是( )A．λ1＋λ2B．λ1－λ2C.λ1λ2λ1＋λ2D.λ1λ2λ1－λ29.图18－4－7图18－4－7所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态．若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( )A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E410.图18－4－8氢原子的部分能级如图18－4－8所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光11．有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？12．氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r1＝0.53×10－10m．求氢原子处于n ＝4激发态时：(1)原子系统具有的能量．(2)电子在n＝4轨道上运动的动能．(3)要使n＝4激发态的电子电离，至少要用多大频率的光照射？(已知能量关系E n＝1n2E1，半径关系r n ＝n2r1，k＝9.0×109N·m2/c2)。