原子结构之谜(全章课件)(敲开原子的大门、原子的结构、氢原子光谱、原子的能级结构)

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原子的结构--氢原子PPT课件

原子轨道(波函数)的空间图示与径向分布
1s 3s
0
2s
0.2
0.1
3d
r
0
-0.1
3p
r
3s
2s
2p
3p
3d
4d
节面数（n-l-1）
空间图示与径向分布图的比较
3p概率密度（电子云）图示
2pz
3pz
氢原子轨道的zx等值线图
氢原子轨道的zx等值线图
最概然半径
电子出现概率最大的球壳半径
dD 0 dr
Yl,m(θ,φ)较 Y2l,m(θ,φ)： ➢无正、负号。 ➢更瘦小。
原子轨道电子云界面 p轨道图 l=1
角度节面数目为l
s轨道
l=0
d轨道
l=2
空间分布图
电子云图：以黑点的疏密表示空间各点概率密
度ψ2的大小。
1s
2s
3s
1s、2s、3s电子云的剖面示意
f z3 3 zr2 5
(
E
Ze2 ) R(r) Y ( , ) 4 0r
0
r2
两边同乘以
，整理得：
R(r) Y ( , )
1
Rr
r
r2
r
Rr
2mr 2
2
E
2m Ze 2
4 0 2
r
Y
1
,
1
sin
sin
1
sin2
2
2
Y
,
只含r
1 R(r)
r
(r2
R(r) ) r
mZe 2
2 02
r
2m 2
D
l相同

高中物理第3章原子结构之谜第1节敲开原子的大门课件粤教版选修3_5

(3)结论：汤姆生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本上相同，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，至
此，汤姆生完全确认了电子的存在．
2．电子的电荷量和质量 (1)电荷量：美国科学家密立根精确地测定了电子的电量： e＝1.6022×10－19 C. (2)质量：根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为： m＝9.1094×10－31 kg.
【解析】若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿 y 轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿 z 轴正方向．
【答案】 y 轴正 z 轴正
注意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.
电子的发现
[先填空] 1．汤姆生的探究方法及结论 (1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的荷质比． (2)换用不同材料的阴极做实验，所得荷质比的数值都相同，汤姆生计算出的荷质比大约比当时已知的质量最小的氢离子的荷质比大 2000 倍．
[再判断] 1．阴极射线实际上是高速运动的电子流．(√) 2．电子的电荷量是汤姆生首先精确测定的．(×) 3．带电体的电荷量可以是任意值．(×)
[后思考] 汤姆生怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？【提示】汤姆生通过气体放电管研究阴极射线的径迹，未加电场时，射线不偏转，施加电场后，射线向偏转电场的正极板方向偏转，由此确定阴极射线是带负电的粒子．
【解析】密立根的油滴实验测出了电子的电量为 1.6×10－19 C，并提出了电荷量子化的观点，因而 A 对，B 错，C 对；任何物体的电荷量都是 e 的整数倍，故 D 对．E 错．
【答案】 ACD

高中物理第三章原子结构之谜第一节敲开原子的大门第二节原子的结构同步备课课件粤教版选修3_5

(1)原子中的原子核所带电荷量有何特点？答案原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量相等. (2)核式结构模型是如何解释α粒子散射实验结果的？答案 ①由于原子核很小，大多数α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的
斥力很小，它们的运动方向几乎不改变. ②只有极少数α粒子有机会与原子核接近，受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转.
答案
阴极能够发出某种射线，并且撞击玻璃引起荧光.
(2)人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是一种电磁波，另一种观点认为是带电微粒，你认为应如何判断哪种观点正确？答案可以让阴极射线通过电场或磁场，若射线垂直于磁场 ( 电场 ) 方向
射入之后发生了偏转，则该射线是由带电微粒组成的.
度散射.
答案
知识梳理 1.α粒子散射实验装置由 α粒子源、金箔、带有荧光屏的放大镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中.
2.实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，
但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于 90° .
3.α粒子散射实验的结果用汤姆生的“枣糕模型”无法解释.
图3
(2)撤去电场(如图4)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹 v2 力提供向心力，即Bqv＝ m ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半 r 径r.
图4
q E (3)由以上两式确定粒子的荷质比表达的“油滴实验”精确地测出了电子电荷量.电子电荷量
一般取e＝ 1.6×10－19 C ，电子质量me＝ 9.1×10－31 kg .
即学即用判断下列说法的正误. (1)阴极射线在真空中沿直线传播.( √ ) (2)英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐射.( × ) (3)组成阴极射线的粒子是电子.( √ ) (4)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值.( × )

原子的结构完整版PPT课件

工业领域应用
放射性同位素可用于材料检测、无损探伤、辐射加工等。
其他领域应用
放射性同位素还可用于科学研究、环境保护、农业生产等领域。
放射性同位素对环境影响及安全防护措施
对环境影响
放射性同位素衰变产生的射线会对环境和生物体造成危害，如污染空气、水源和土壤等。
安全防护措施
为了保障人类和环境安全，需要采取一系列安全防护措施，如合理选址、屏蔽防护、废物处理等。
放射性同位素概念及来源
放射性同位素定义
01
具有相同原子序数但质量数不同的同位素，能自发地放出射线
并转变为另一种元素。
放射性同位素来源
02
天然放射性元素和人工合成放射性元素。
放射性同位素衰变类型
03
α衰变、β衰变和γ衰变。
放射性同位素在医学、工业等领域应用
医学领域应用
放射性同位素可用于诊断和治疗疾病，如放射性碘治疗甲状腺疾病、PET扫描等。
过渡元素位于周期表中间部分，包括3~12列的元素。它们具有多种氧化态和丰富的化学性质，是构成众多合金和催化剂的重要
成分。
稀有气体元素
稀有气体元素位于周期表的最右侧，它们具有稳定的8电子构型（氦为2电子构型），化学性质极不活泼，一般不易与其他物质
发生化学反应。
04
化学键与分子间作用力
化学键类型及特点
分子间作用力影响物质的物理性质
分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、密度、硬度等物理性质。一般来说，分子间作用力越强，物质的熔点、沸点越高，密度越大，硬度也越大。例如，氢键的存在使得水的熔沸点异常高，范德华力则主要影响由分子构成的物质的物理性质。
05
原子光谱与能级跃迁

【最新】原子结构之谜全章课件粤教版选修35

O，y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、
荷质比相同的粒子沿OO’方向从O’射入，打在
屏上P（- 3 L ,）L 点，求：
36
（1）粒子带何种电荷？
M
（2）B的方向？
O’
O
（3）粒子的荷质比？
N
习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，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。
• 1、让粒子垂直射入正交的电磁场做匀速
直线运动： v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作
用达到最大偏转
r d2
2021/2/2
h
11
密立根油滴实验的原理图
2021/2/2
12
• 密立根测量出电子的电量
e1.60 1 2 1 0 2 C 9
根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量
m9.109 1 4 0 3k 1 g
• 卢瑟福按照这个模型，利用经典力学计算了向 202各1/2/2个方向散射的α 粒子比例，结果与实验相符。32
卢瑟福粒子散射实验中为何使用的是金箔？
• 方颖浙江省宁波市奉化中学 /user1/fhfy/2007115155023.html
• 英国物理学家欧内斯特·卢瑟福在汤姆逊的指导下，卢瑟福在做他的第一个实验——放射性吸收实验时发现了α射线。
• 实验结果说明了什么？
Hale Waihona Puke 2021/2/231
卢瑟福原子模型
• 原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。正电的体积很小，被称为原子核。这个模型被称为核式结构模型。
– 电子对α 粒子的作用忽略不计。 – 因为原子核很小，大部分α 粒子穿

高中物理第三章原子结构之谜第一节敲开原子的大门课件粤教版选修3-5

(2)在金属板 D1、D2 之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？
提示：(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，
说明阴极射线带负电． (2)由左手定则可得，在金属板 D1、D2 之间单独加垂
直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
ppt精选
16
1．什么是阴极射线．在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色荧光，这种奇妙的射线被称为阴极射线． 2．阴极射线带电性质的判断． (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．
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若油滴带正电，所受库仑力方向向下，由牛顿第二定
m2g＋qUd1 律得 a＝ m2 >g，到达下极板的时间很短，难以精确
测量，与事实不符，则油滴带负电，受到库仑力的方向竖
直向上，由牛顿第二定律 m2g－qUd1＝m2a，解得 q＝mU21d
2d
g－
t2
.
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答案：(1)mU1g0d (2)mU21dg－2t2d
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解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线开始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子本身也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错．
答案：ABC
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ห้องสมุดไป่ตู้
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拓展一对阴极射线的探究如图所示为汤姆生的气体放电管．
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(1)在金属板 D1、D2 之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？
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解析：阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线 AB 中的电流由 B 流向 A，且改变 AB 中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏．故选项 B、C 正确．

原子结构之谜(全章)(敲开原子的大门原子的结构、氢原子光谱原子的能级结构)PPT课件

（1）从n=2到n=1
（2）从n=5到n=3
（3）从n=4到n=2
在跃迁过程中辐射的电磁波的波长长分1、别用2、1、3大2小、的3顺表序式是，：波
A、1< 2< 3 ； C、3< 2< 1 ；
B、1<3< 2 ； D、3< 1< 2 。
答案：B
本节结束
测定荷质比
图 3－1－1 (1)加磁场后，射线恢复水平不再偏转，竖直方向上受力平衡，有 Bev＝Ee，则 v＝EB①
测阴极射线粒子的荷质比
me ＝BE2dh2
该实验粒结子果是：构荷质成比各约种为物氢离体子的的共20同00成倍分 —— 电子
二、发现电子
美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量： e=1.6022×10－19 C
根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为： m=9.1094×10－31 kg
由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在1906年获得诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进了一步。
答案：B
3、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、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上
运动
答案：C
4、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的
答案：BC
5、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有
二、原子光谱
明线光谱
称为原每每子种的种原指子原纹都子。有自都己有特定专的属光的谱，原因子而原光子谱光谱被
一、氢原子光谱——巴耳末系
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

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1
氢原子光谱的其他线系

1 1 R( 2 2 ) m n 1 T ( m) T ( n )
1
三、能级结构的设想

能量的增加或减少对应于原子从一个状态变化到另一个状态。原子内部的能量是不连续的原子内部不连续的能量称为原子的能级原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做跃迁
从低能级跃迁到高能级：
吸收能量
从高能级跃迁到低能级：
放出能量
原子的跃迁
高
hν
Em Em
hν
En En
低
h Em En
原子只能放出特定频率的光子原子只能吸收特定频率的光子
四、氢原子的能级
激发态
最稳定
基态能量
E1 Rhc 13.6eV
氢原子能级
E1 Rhc En 2 2 n n
答案：C
2、在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是 A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进 B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部α粒子都发生很大偏转
第三章原子结构之谜
第一、Hale Waihona Puke 节敲开原子的大门原子的结构
回顾：（1）带电粒子在电场中的运动
加速
偏转
v0 FE
v0
FE
匀加速直线运动
类平抛运动
回顾：（2）带电粒子在磁场中的运动
f洛
+
v0
匀速圆周运动
一、探索阴极射线

1858年，普吕克尔发现了阴极射线
测阴极射线粒子的电性
J.J.汤姆生 1858-1940
答案：ABC
6、氢原子的核外电子，在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中 A、辐射光子，获得能量 B、吸收光子，获得能量 C、吸收光子，放出能量 D、辐射光子，放出能量
答案：D
7、在玻尔的原子模型中，比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态，若用E表示氢原子的能量，r表示氢原子核外电子的轨道半径，则 A、 E2>E1、r2>r1； B、E2>E1，r2<r1； C、E2<E1，r2>r1； D、E2<E1，r2<r1 。
答案：A
8、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后 A、原子的能量增加，电子的动能减少 B、原子的能量增加，电子的动能增加 C、原子的能量减少，电子的动能减少 D、原子的能量减少，电子的动能增加
答案：D
9、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上，则 A、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大 B、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小 C、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变 D、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大
答案：D
10、氢原子在下列各能级间跃迁（如图所示）（1）从n=2到n=1 （2）从n=5到n=3 （3）从n=4到n=2 在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用 1 、 2 、 3 表式，波长1、2、3大小的顺序是： A、1< 2< 3 ； C、3< 2< 1 ； B、1<3< 2 ； D、3< 1< 2 。
e Eh 联立可得：__________. m＝B2d2
原子光谱
人们发现某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称为原子光谱。原子光谱是研究原子性质最重要的直接证据。
考纲

原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。
测阴极射线粒子的荷质比
e Eh ＝B2d2 m
该粒子是构成各种物体的共同成分实验结果：荷质比约为氢离子的2000倍 —— 电子
二、发现电子
美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量： e=1.6022×10－19 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为： m=9.1094×10－31 kg 由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在1906年获得诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进了一步。
答案：B

本节结束
测定荷质比
图 3－1－1 (1)加磁场后，射线恢复水平不再偏转，竖直方向上受力平
衡，有
E Bev＝Ee，则 v＝ ① B
(2)当阴极射线只受电场力且达到最大偏转时，做类抛体运动，有 h 1Ee 2 ＝2 m t 2 d＝vt 可得 Eed2 v2＝ mh ②
二、原子光谱
明线光谱
每种原子都有自己特定的光谱，因而原子光谱被每种原子都有专属的原子光谱称为原子的指纹。
一、氢原子光谱——巴耳末系
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1 1 R( 2 2 ) n 3, 4,5,... 2 n 7 1 巴耳末公式 R=1.10 10 m 里德伯常量
三、原子结构
J.J.汤姆生 1858-1940
α粒子散射实验
多数-不偏转；少数-偏转；极少数-弹回
卢瑟福 1871-1937
α粒子散射实验的解释
原子核集中了几乎全部的质量和全部的正电荷
核式结构模型的提出
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全部质量都集中在原子核里．带负电的电子在核外空间绕着核旋转．

第三章原子结构之谜
第三、四节
氢原子光谱原子的能级结构
光的色散
早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。
二、原子光谱
原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称为原子光谱。
物体发光直接产生的光谱（发射光谱）可分为两类：连续光谱和明线光谱
答案：B
3、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、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
答案：C
4、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的
答案：BC
5、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有 A、原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量 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
光谱线条数
n ( n 1) N 2
基态
各线系形成：从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系
巴耳末系：从n=3，4，5… 等能级跃迁到 n=2的能级形成的
讨论与交流：
n 越小，量子效应明显 n 越大，趋向连续能量
1、原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的 A、光电效应实验 B、氢原子光谱实验 C、α粒子散射实验 D、天然放射现象