高考物理一轮复习原子结构原子核原子结构氢原子光谱.pptx

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1、会计学1高考物理一轮复习原子结构原子核原子结高考物理一轮复习原子结构原子核原子结构氢原子光谱构氢原子光谱考点内容要求说明高考命题实况2014卷2014卷2015卷2015卷2016卷2016卷2016卷氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期T35(1)6分T35(1)5分第2页/共57页考点内容要求说明高考命题实况2014卷2014卷2015卷2015卷2016卷2016卷2016卷放射性同位素核力、核反应方程T35(1)5分T35(1)5分结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆射线的危害和防护第3页/共57页n n本部分内容在高考当中要求较低。

2、书写核反应方程，能本部分内容在高考当中要求较低。书写核反应方程，能区分核反应的种类并根据质能方程求解核能问题在高考区分核反应的种类并根据质能方程求解核能问题在高考中命题率较高；核式结构、玻尔理论、能级公式、原子中命题率较高；核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选择题部分出现的几率将会增加。题型主要跃迁条件在选择题部分出现的几率将会增加。题型主要是选择题。是选择题。第4页/共57页n n1 1注注重重对对基基本本概概念念、基基本本规规律律的的理理解解，弄弄清清它它们们的的来来龙去脉，只有这样才能记忆深刻，正确表达。龙去脉，只有这样才能记忆深刻，正确表达。n n2 2紧紧扣扣课课本本，重重

3、点点掌掌握握原原子子的的核核式式结结构构理理论论、能能级级跃跃迁迁规规律律、核核反反应应方方程程、衰衰变变、衰衰变变等等规规律律，对对、等粒子的属性要有清晰的了解。等粒子的属性要有清晰的了解。第5页/共57页第6页/共57页第第1讲原子结构氢原子光谱讲原子结构氢原子光谱第7页/共57页1 1知知识识梳梳理理自自测测2 2核核心心考考点点突突破破3 32 2年年 高高 考考 模模拟拟4 4课课后后限限时时训训练练第8页/共57页知识梳理自测知识梳理自测第9页/共57页n n1 1电电子子的的发发现现：英英国国物物理理学学家家汤汤姆姆孙孙在在研研究究阴阴极极射射线线时发现了时发现了_，提出了原子的

4、，提出了原子的“枣糕模型枣糕模型”。n n2 2原子的核式结构：原子的核式结构：原子的核式结构 电子电子 第10页/共57页n n观察上面两幅图，完成以下空格：观察上面两幅图，完成以下空格：n n(1)1909(1)190919111911年，英国物理学家卢瑟福进行了年，英国物理学家卢瑟福进行了_，提出了核式结构模型。，提出了核式结构模型。n n(2)(2)粒子散射实验的结果：绝大多数粒子散射实验的结果：绝大多数 粒子穿过金箔后，粒子穿过金箔后，基本上基本上_，但有少数，但有少数 粒子发生了粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大角度偏转，偏转的角度甚至_，也就是说它们，也就是说它们几乎被几乎被

5、“撞了回来撞了回来”。n n(3)(3)原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的原子核，原子的_都集中在都集中在原子核里，带负电的电子在原子核里，带负电的电子在_。粒子散射实验粒子散射实验 仍沿原来的方向前进仍沿原来的方向前进 大于大于90 几乎全部质量和全部正电荷几乎全部质量和全部正电荷 核外空间运动核外空间运动 第11页/共57页n n1 1光光谱谱：用用光光栅栅或或棱棱镜镜可可以以把把各各种种颜颜色色的的光光按按波波长长展展开开，获获得得光光的的_ _(频频率率)和和强强度度分分布布的记录，即光谱。的记录，即光谱。n n2

6、 2光谱分类：光谱分类：光谱 波长波长 第12页/共57页特征谱线特征谱线 第13页/共57页n n1 1玻尔的三条假设玻尔的三条假设n n(1)(1)定定态态：原原子子只只能能处处于于一一系系列列_的的能能量量状状态态中中，在在这这些些能能量量状状态态中中原原子子是是_的的，电电子子虽虽然然绕绕核核运运动，但并不向外辐射能量。动，但并不向外辐射能量。n n(2)(2)跃跃迁迁：原原子子从从一一种种定定态态跃跃迁迁到到另另一一种种定定态态时时，它它辐辐射射或或吸吸收收一一定定频频率率的的光光子子，光光子子的的能能量量由由这这两两个个定定态态的的能能量量差差决决定定，即即hh_。(h h是是普普

7、朗朗克克常常量量，h h6.636.63 10103434J J s)s)n n(3)(3)轨轨道道：原原子子的的不不同同能能量量状状态态跟跟电电子子在在不不同同的的圆圆周周轨轨道道绕绕核核运运动动相相对对应应。原原子子的的定定态态是是_，因因此此电电子子的可能轨道也是的可能轨道也是_。玻尔理论能级 不连续不连续 稳定稳定 EmEn 不连续的不连续的 不连续的不连续的 第14页/共57页n n2 2基态和激发态基态和激发态n n原原子子能能量量最最低低的的状状态态叫叫_，其其他他能能量量较较高高的的状状态态叫叫_。n n3 3氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级和轨道半径n n(1)(1)氢氢原

8、原子子的的能能级级公公式式：E E0 0_(_(n n1,2,31,2,3，)，其中其中E E1 1为基态能量，其数值为为基态能量，其数值为E E1 1_。n n(2)(2)氢氢原原子子的的半半径径公公式式：r rn n_(_(n n1,2,31,2,3，)，其其中中r r1 1为为基基态态半半径径，又又称称玻玻尔尔半半径径，其其数数值值为为r r1 10.530.53 10101010mm。基态基态 激发态激发态 13.6eV n2r1 第15页/共57页n n4氢原子的能级图第16页/共57页n n思维辨析：思维辨析：n n(1)(1)粒粒子子散散射射实实验验说说明明了了原原子子的的正正电

9、电荷荷和和绝绝大大部部分分质质量量集中在一个很小的核上。集中在一个很小的核上。()n n(2)(2)氢氢原原子子由由能能量量为为E En n的的定定态态向向低低能能级级跃跃迁迁时时，氢氢原原子子辐辐射的光子能量为射的光子能量为hhE En n。()n n(3)(3)玻玻尔尔的的原原子子模模型型理理论论中中，原原子子中中的的核核外外电电子子绕绕核核做做周周期性运动一定向外辐射能量。期性运动一定向外辐射能量。()n n(4)(4)氢氢原原子子光光谱谱是是线线状状的的，不不连连续续的的，波波长长只只能能是是分分立立的的值。值。n n(5)(5)电子的发现证明了原子核是可再分的。电子的发现证明了原子核

10、是可再分的。()第17页/共57页n n(6)(6)炽炽热热的的固固体体、液液体体和和高高压压气气体体发发出出的的光光形形成成连连续续光光谱谱。()n n(7)(7)巴巴耳耳末末公公式式是是巴巴耳耳末末在在研研究究氢氢光光谱谱特特征征时时发发现现的的。()n n(8)(8)分分析析物物质质发发光光的的光光谱谱，可可以以鉴鉴别别物物质质中中含含哪哪些些元元素素。()n n答答案案：(1)(1)(2)(2)氢氢原原子子向向低低能能级级跃跃迁迁时时，辐辐射射的的光光子子能能量量为为两两能能级级之之差差。(3)(3)玻玻尔尔的的原原子子模模型型理理论论中中，原原子子中中的的核核外外电电子子绕绕核核做做

11、周周期期性性运运动动，但但并并不不向向外外辐辐射射能能量量。(4)(4)(5)(5)电电子子的的发发现现证证明明了了原原子子是是可可以以再再分的。分的。(6)(6)(7)(7)(8)(8)第18页/共57页ABC 第19页/共57页第20页/共57页C 第21页/共57页n n解析氢原子从能级M跃迁到能级N吸收光子，说明能级N的能量高于能级M的能量，氢原子从能级M跃迁到能级P放出光子，说明能级P的能量低于能级M的能量，因此，能级N的能量一定高于能级P的能量，氢原子从能级N跃迁到能级P要放出光子，频率为12。第22页/共57页AD n nA A放放在在A A位位置置时时，相相同同时时间间内内观观

12、察察到到屏屏上上的的闪闪光次数最多光次数最多n nB B放放在在B B位位置置时时，相相同同时时间间内内观观察察到到屏屏上上的的闪闪光次数只比光次数只比A A位置时稍少些位置时稍少些n nC C放在放在C C、D D位置时，屏上观察不到闪光位置时，屏上观察不到闪光n nD D放放在在D D位位置置时时，屏屏上上仍仍能能观观察察到到一一些些闪闪光光，但次数极少但次数极少第23页/共57页n n 解析解析 粒子散射实验的结果是，绝大多数粒子散射实验的结果是，绝大多数 粒子穿过粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数 粒子发生了粒子发生了较大偏转，极少数较大偏

13、转，极少数 粒子被反弹回来。因此，荧光屏和粒子被反弹回来。因此，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的放大镜一起分别放在图中的A A、B B、C C、D D四个位置时，四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故少数、少数、极少数，故A A、D D正确。正确。第24页/共57页n n 解析解析 吸收光谱的暗线是连续谱中某些波长的吸收光谱的暗线是连续谱中某些波长的光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱应光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱应是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳

14、大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素吸收而层时某些波长的光被太阳大气层的元素吸收而产生的。产生的。C 第25页/共57页核心考点突破核心考点突破第26页/共57页n n1探究阴极射线性质的方法n n(1)带电性质的判断方法n n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射线带电的性质。n n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射线带电的性质。原子核式结构 第27页/共57页第28页/共57页n n2 2进行进行 粒子散射实验的注意事项粒子散射实验的注意事项n n(1)(1)整个实验过程需在真空中进行。整个实验过程需在真空中进行。n n(2

15、)(2)粒粒子子是是氦氦核核，本本身身很很小小，所所以以金金箔箔要要很很薄薄，粒粒子子才才能很容易穿过。能很容易穿过。n n(3)(3)实实验验中中用用的的是是金金箔箔而而不不是是铝铝箔箔，这这是是因因为为金金的的原原子子序序数数大大，粒粒子子与与金金核核间间的的库库仑仑力力大大，偏偏转转明明显显。另另外外，金的延展性好，容易做成极薄的金箔。金的延展性好，容易做成极薄的金箔。n n(4)(4)实实验验现现象象说说明明：原原子子内内部部绝绝大大部部分分空空间间是是空空的的，除除非非原原子子的的几几乎乎全全部部质质量量和和所所有有正正电电荷荷都都集集中中在在原原子子中中心心的的一一个个很很小小的的

16、核核上上，否否则则 粒粒子子大大角角度度散散射射现现象象是是不不可可能能发生的。发生的。第29页/共57页第30页/共57页n n(1)说明阴极射线的电性。n n(2)说明图中磁场的方向。n n(3)根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷。第31页/共57页n n解析(1)由于阴极射线向上偏转，所以阴极射线受电场力的方向向上；又由于匀强电场的方向向下，即电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电。n n(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，而阴极射线带负电，则由左手定则可得磁场的方向垂直纸面向里。第32页/共57页第33页/共57页n n1 1能级图中相关量意义的说明能级图中相关量

17、意义的说明氢原子能级及原子跃迁 相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1,2,3”表示量子数横线右端的数字“13.6，3.4”表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hEmEn第34页/共57页n n2.2.对原子跃迁条件对原子跃迁条件hhE Em mE En n的说明的说明n n(1)(1)原原子子跃跃迁迁条条件件hhE Em mE En n只只适适用用于于光光子子和和原原子子作作用用而而使使原原子子在在各各定态之间跃迁的情况。定态之间跃迁的情况。n n(

18、2)(2)当当光光子子能能量量大大于于或或等等于于13.6eV13.6eV时时，也也可可以以被被处处于于基基态态的的氢氢原原子子吸吸收收，使使氢氢原原子子电电离离；当当处处于于基基态态的的氢氢原原子子吸吸收收的的光光子子能能量量大大于于13.6eV13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。n n(3)(3)原原子子还还可可吸吸收收外外来来实实物物粒粒子子(例例如如自自由由电电子子)的的能能量量而而被被激激发发。由由于于实实物物粒粒子子的的动动能能可可全全部部或或部部分分被被原原子子吸吸收收，所所以以只只要要入入射射粒粒子子的的能能量量大大于于或

19、或等等于于两两能能级级的的能能量量差差值值(E EE Em mE En n)，均均可可使使原原子子发发生生能级跃迁。能级跃迁。第35页/共57页第36页/共57页n n(2)(2)直接跃迁与间接跃迁直接跃迁与间接跃迁n n原原子子从从一一种种能能量量状状态态跃跃迁迁到到另另一一种种能能量量状状态态时时，有有时时可可能能是是直直接接跃跃迁迁，有有时时可可能能是是间间接接跃跃迁迁。两两种种情情况况下下辐辐射射(或或吸吸收收)光光子子的的能能量量是是不不同同的的。直直接接跃跃迁迁时时辐辐射射(或或吸吸收收)光光子子的的能能量量等等于于间间接接跃跃迁迁时时辐辐射射(或或吸吸收收)的的所所有有光光子子的

20、的能量和。能量和。第37页/共57页D n nA A这这群群氢氢原原子子能能辐辐射射出出三三种种不不同同频频率率的的光光，其其中中从从n n3 3能级跃迁到能级跃迁到n n2 2能级所发出的光波长最短能级所发出的光波长最短n nB B这这群群氢氢原原子子在在辐辐射射光光子子的的过过程程中中电电子子绕绕核核运运动动的的动动能减少，电势能增加能减少，电势能增加n nC C能发生光电效应的光有三种能发生光电效应的光有三种n nD D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV9.60eV第38页/共57页n n解题探究：解题探究：(1)(1)如何求出辐射的

21、光谱线条数？如何求出辐射的光谱线条数？n n(2)(2)分析能级图的特点：分析能级图的特点：n n量子数越大：量子数越大：_。n n量子数越小：量子数越小：_。n n(3)(3)辐射出的光子的波长与光的频率有什么关系？辐射出的光子的波长与光的频率有什么关系？n n(4)(4)如何求光电子的最大初动能？如何求光电子的最大初动能？n n答案：答案：(1)(1)可利用数学中的组合知识求得。可利用数学中的组合知识求得。n n(3)(3)成反比。成反比。n n(4)(4)用爱因斯坦光电效应方程用爱因斯坦光电效应方程E EkmaxkmaxhhWW0 0。对应的能级差越小对应的能级差越小 对应的能级差越大对

22、应的能级差越大 第39页/共57页第40页/共57页第41页/共57页类题演练类题演练 1 A n nA A从从n n4 4能能级级跃跃迁迁到到n n3 3能能级级比比从从n n3 3能能级级跃跃迁迁到到n n2 2能能级级辐辐射射出出电电磁磁波波的波长长的波长长n nB B从从n n5 5能能级级跃跃迁迁到到n n1 1能能级级比比从从n n5 5能能级级跃跃迁迁到到n n4 4能能级级辐辐射射出出电电磁磁波波的速度大的速度大n nC C处处于于不不同同能能级级时时，核核外外电电子子在在各各处处出现的概率是一样的出现的概率是一样的n nD D从从高高能能级级向向低低能能级级跃跃迁迁时时，氢氢

23、原原子子核一定向外放出能量核一定向外放出能量第42页/共57页第43页/共57页n n1 1原原子子从从低低能能级级向向高高能能级级跃跃迁迁的的能能量量情情况况：吸吸收收一一定定能能量量的的光光子子，当当一一个个光光子子的的能能量量满满足足hhE E末末E E初初时时，才才能能被被某某一一个个原原子子吸吸收收，使使原原子子从从低低能能级级E E初初向向高高能能级级E E末末跃跃迁迁，而而当当光光子子能能量量hh大大于于或或小小于于E E末末E E初初时时都都不不能能被被原子吸收。原子吸收。n n2 2原原子子从从高高能能级级向向低低能能级级跃跃迁迁的的能能量量情情况况：以以光光子子的的形形式式

24、向向外外辐辐射射能能量量，所所辐辐射射的的光光子子能能量量恰恰等等于于发发生生跃跃迁迁时的两能级间的能量差。时的两能级间的能量差。与能级有关的能量问题 第44页/共57页第45页/共57页n n从从库库仑仑力力做做功功上上判判断断，当当轨轨道道半半径径增增大大时时，库库仑仑引引力力做做负负功功，故故电电子子动动能能减减小小。反反之之，当当轨轨道道半半径径减减小小时时，库仑引力做正功，故电子的动能增大。库仑引力做正功，故电子的动能增大。n n(3)(3)原子的电势能的变化规律。原子的电势能的变化规律。n n通通过过库库仑仑力力做做功功判判断断，当当轨轨道道半半径径增增大大时时，库库仑仑引引力力做

25、做负负功功，原原子子的的电电势势能能增增大大。反反之之，当当轨轨道道半半径径减减小小时时，库仑引力做正功，原子的电势能减小。库仑引力做正功，原子的电势能减小。n n利利用用原原子子能能量量公公式式E En nE Ek kn nE Ep pn n判判断断，当当轨轨道道半半径径增增大大时时，原原子子能能量量增增大大，电电子子动动能能减减小小，故故原原子子的的电电势势能能增增大大。反反之之，当当轨轨道道半半径径减减小小时时，原原子子能能量量减减小小，电电子子动能增大，故原子的电势能减小。动能增大，故原子的电势能减小。第46页/共57页第47页/共57页n n解题探究：(1)如何计算电子的动能？n n(2)如何计算光谱线的波长？第48页/共57页第49页/共57页第50页/共57页类题演练类题演练 2 第51页/共57页第52页/共57页第53页/共57页2年高考模拟年高考模拟第54页/共57页课后限时训练课后限时训练第55页/共57页第56页/共57页感谢您的观看！感谢您的观看！第57页/共57页