高中物理第二章原子结构2.1电子的发现与汤姆孙模型导学案教科版选修3-5
第1节 电子的发现与汤姆孙模型
[目标定位] 1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分.2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学思想.3.领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.4.了解汤姆孙的原子模型．
一、物质结构的早期探究 1．古人对物质的认识
(1)我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的． (2)古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成．
(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，叫做“原子”．
2．大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构． (1)1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论． (2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位．
(3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成．
二、电子的发现
1．阴极射线：科学家研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线． 2．汤姆孙对阴极射线本质的探究
(1)实验中通过静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴极射线粒子的速度，并测量出了这些粒子的比荷：q m ＝
E
RB 2
. (2)阴极射线是带电粒子流，带负电．
(3)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，其质量是氢离子质量的1
1 800
，汤姆孙将这种带电粒子称为电子． 想一想 汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？
答案 他根据阴极射线在电场和磁场中偏转情况判断其是带负电的电子流． 三、汤姆孙原子模型
汤姆孙认为，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的葡萄干面包模型．
一、阴极射线的性质及特点
1．阴极射线实质是电子束．
2．阴极射线的产生：玻璃管内的气体足够稀薄时，射线由阴极发出，它可使玻璃管壁发出荧光．
3．阴极射线带电性质的判断方法
(1)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，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响．
图1
(2)带电性质的判断方法
①粒子在电场中运动如图1所示．带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)．带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带正电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带负电．
图2
②粒子在磁场中运动，如图2所示．粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
【例1】如图3所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B 到A，则该射线的本质为( )
图3
A．电磁波
B．带正电的高速粒子流
C．带负电的高速粒子流
D．不带电的高速中性粒子流
答案 C
解析 射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线是由带电粒子构成的粒子流．根据安培定则可知，AB 上方的磁场是垂直纸面向里的．粒子向下偏转，洛伦兹力方向向下，由左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的运动方向相反，故粒子带负电． 借题发挥 应用左手定则时，要注意负电荷运动的方向与它形成的电流方向相反，即应用左手定则时负电荷运动的方向应与四指所指的方向相反． 针对训练 关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( ) A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线 答案 C
解析 阴极射线是原子受激发射出的电子流，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的． 二、电子比荷的测定
1．汤姆孙在研究阴极射线时的实验装置如图4所示：
图4
2．带电粒子比荷的测定方法
图5
(1)让粒子通过正交的电磁场(如图5所示)，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 ＝E
B
. (2)在其他条件不变的情况下，
图6
撤去电场(如图6所示)，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 2
R
，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R .
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：q m ＝
E
B 2R
，最后经定量计算汤姆孙认定组成阴极射线
的粒子为电子．
【例2】 如图7所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极K 发出的阴极射线通过一对平行金属板D 1、D 2间的匀强电场，发生偏转．
图7
(1)在D 1、D 2间加电场后射线偏到P 2，则由电场方向知，该射线带什么电？
(2)再在D 1、D 2间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转．设电场强度为E ，磁感应强度为B ，则电子的速度多大？
(3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出轨道半径为R ，则粒子的荷质比q m
是多大？ 解析 (1)负电
(2)粒子受两个力作用：电场力和洛伦兹力，两个力平衡，即有qE ＝qvB ，得：v ＝E B
(3)根据洛伦兹力充当向心力：qvB ＝m v 2R ，得出：q m ＝v
BR
.
又v ＝E
B ，则q m ＝
E B 2R .测出E 、B 、R 即可求荷质比q
m
. 答案 (1)负电 (2)E
B
(3)E B 2R
借题发挥 测比荷的方法
带电粒子的比荷，常见的测量方法有两种：
(1)利用磁偏转测比荷，由qvB ＝m v 2R 得q m ＝v
BR
，只需知道磁感应强度B 、带电粒子的初速度v
和偏转半径R 即可．
(2)利用电偏转测比荷，偏转量y ＝12at 2＝12·qU md ? ????L v 2，故q m ＝2ydv
2
UL 2.所以在偏转电场U 、d 、L
已知时，只需测量v 和y 即可． 三、汤姆孙的原子模型
图8
1．汤姆孙原子模型：汤姆孙认为原子是一个直径约为10－10m的球体，正电荷均匀分布在整个球体中，带负电的电子嵌在其中，就好像面包中嵌着一粒粒葡萄干一样．
2．汤姆孙原子模型的示意图：(如图8所示)
【例3】关于汤姆孙原子模型的说法正确的是( )
A．汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B．汤姆孙认为原子是实心的
C．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D．汤姆孙通过实验发现了质子
答案 B
解析汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，所以B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误.
阴极射线
1．如图9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( )
图9
A．向纸内偏转B．向纸外偏转
C．向下偏转D．向上偏转
答案 D
解析由安培定则判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极端射出，由左手定则，可判定阴极射线(电子)向上偏转，故D对．
2.如图10所示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( )
图10
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 答案 B
解析 由于电子沿x 轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y 轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z 轴正方向，由此可知B 正确．
汤姆孙原子模型
3．(多选)下列说法正确的是( )
A ．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子
B ．电子的发现证明了原子是可分的
C ．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置
D ．汤姆孙原子模型是正确的 答案 ABC
解析 通过物理学史可得，选项A 正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B 正确；选项C 描述的是汤姆孙原子模型，选项C 正确；汤姆孙原子模型本身是错的，选项D 错误．
电子比荷的测定
4.如图11所示，让一束均匀的阴极射线从两极板正中间垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度B 和两极之间的电压U ，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，并垂直打到极板上，两极板之间的距离为d ，求阴极射线中带电粒子的比荷．
图11
答案
2U
B 2d 2
解析 设阴极射线粒子的电荷量为q ，质量为m ，则在电磁场中由平衡条件得：q U
d
＝qvB ① 撤去电场后，由牛顿第二定律得
qvB ＝mv 2
R ②
R ＝d 2
③
解①②③得：q m ＝
2U
B 2d 2
.
(时间：60分钟)
题组一 对阴极射线的理解
1．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( ) A ．阴极射线带负电 B ．阴级射线带正电
C ．阴级射线的比荷比氢原子的比荷大
D ．阴极射线的比荷比氢原子的比荷小 答案 AC
解析 由阴极射线在电场中的偏转方向可判断其带负电，A 对；汤姆孙用实验测定，阴极射线比荷是氢原子比荷的近两千倍，C 对．
2．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( ) A ．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B ．阴极射线是由阴极发出的电子流 C ．阴极射线是组成物体的原子
D ．阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转 答案 BD
解析 阴极射线是由阴极发出的电子流，B 正确，A 错误；电子是原子的组成部分，C 错误；电子可被电场、磁场偏转，D 正确． 3．阴极射线管中加高电压的作用是( ) A ．使管内的气体电离 B ．使阴极发出阴极射线 C ．使管内障碍物的电势升高
D ．使管内产生强电场，电场力做功使电子加速 答案 D
解析 在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，B 错；发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃管壁发生撞击而产生荧光，故A 、C 错，D 正确．
4．汤姆孙通过测定组成阴极射线的粒子的比荷发现了________，从而说明原子内部有复杂的结构．密立根通过油滴实验测定了电子的________． 答案 电子 电荷量
题组二电子及电子比荷的测定
5．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( )
A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的
B．物体所带电荷量可以是任意值
C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 C
D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
答案 B
解析密立根的油滴实验测出了电子的电荷量为1.6×10－19C，并提出了电荷量子化的观点，因而A、C对，B错；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对．因此选B.
6．(多选)如图1所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( )
图1
A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点
B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转
答案AC
解析实验证明，阴极射线是电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B错误．加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，因而选项D错误．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A正确．
7.密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图2所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d.则可求出小油滴的电荷量q＝________.
图2
答案mgd U
解析 由平衡条件得mg ＝q U d ，解得q ＝
mgd U
. 8．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 设带电粒子以速度v 0垂直电场方向进入匀强电场，则d ＝12at 2＝qE 2m ? ????L v 02
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 2
B
2
解得q m ＝
2Ed
B 2L 2
.
高中物理-《原子结构》单元测试题
高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1．卢瑟福粒子散射实验的结果是 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．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。图中O 表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是( ) 3．氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) A．电子绕核旋转的半径增大B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大 4．下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A．巴耳末系B．莱曼系C．帕邢系D．布喇开系 5．关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6．仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A．观察时氢原子有时发光,有时不发光 B．氢原子只能发出平行光 C．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 D．氢原子发出的光互相干涉的结果 7．氢原子第三能级的能量为 ( ) A．－13.6eV B．－10.2eV C．－3.4eV D．－1.51eV 8．下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是
1 2 3 4 5 ∞ ( ) A ．电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B ．大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C ．电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D ．与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9．氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A ．40.8 eV B ．43.2 eV C ．51.0 eV D ．54.4 eV 10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A ．h (ν3－ν1) B ．h (ν5＋ν6) C ．h ν3 D ．h ν4 11．已知氢原子基态能量为－13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A ．用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B ．用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C ．氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D ．氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A ．122 1λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2 11 2λλλλ-
高中物理选修公式
高中物理选修公式 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
物理选修3-5公式 一、碰撞与动量守恒 1、动量：p =mv ，矢量，单位：kg ·m/s 2、动量的变化：△p =mv 2－mv 1 (一维) 是矢量减法，一般选初速度方向为正方向 3、动量与动能的关系：k mE p 2=，m p E k 22= 4、冲量： I =Ft ，矢量，单位：N ·s 5、动量定理： I =△p ，或Ft =mv 2－mv 1 (一维) 6、动量守恒定律： m 1v 1＋m 2v 2=m 1v 1′＋m 2v 2′ (一维) 条件：系统受到的合外力为零． 7、实验——验证动量守恒定律： m 1·OP=m 1·ON+m 2·O ′M 8、弹性碰撞：没有动能损失 021211'v m m m m v +-=，0 2112'v m m v += (牛顿摆中m 1=m 2，故v 1′=0，v 2′=v 0，入射球．．． 损失的动能最多) 9、完全非弹性碰撞：系统．． 损失的动能最多 m 1v 0=(m 1＋m 2)v ′ 10、若m 、M 开始均静止，且系统动量守恒，则：mv 1=Mv 2，ms 1=Ms 2
二、波粒二象性 1、光子的能量：λ hc hv E == v 为光的频率，λ为光的波长 其中h =×10－34J ·s 2、遏止电压：km E mv eU ==2max 2 1 3、爱因斯坦光电效应方程：W mv hv +=2max 2 1 4、光源发出的光子数：hc Pt n λ= 5、康普顿效应——光子的动量：λ h p = 6、德布罗意波的波长：p h =λ 三、原子结构之谜 1、汤姆生用电磁场测定带电粒子的荷质比：2 2d B Eh m q = 2、分子、原子的半径约为10－10m 原子核的半径约为10－14m 核子(质子、中子)的半径约为10－15m 3、巴耳末系(可见光区)： 5... 4, ,3 ),121 (122=-=n n R λ 对于氢原子，R =×107m －1 4、氢原子的能级公式和轨道半径公式： 121E n E n =，12r n r n = 其中n 叫量子数，n =1, 2, 3…. E 1=－，r 1=×10－10m 5、能级跃迁：hv =E m －E n 四、原子核
《原子的核式结构模型》
原子的核式结构模型 【学习目标】 1、知识与技能 （1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；（2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。 2、过程与方法 （1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力； （2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用； （3）了解研究微观现象。 3、情感、态度与价值观 （1）通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神； （2）通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 【自主学习】 填一填：卢瑟福对α粒子散射实验中少数粒子大角度偏转分析后提出了原子的核式结构模型，即占因原子质量绝大部分的带正电的物质体积很小而被称为原子核，其半径R的数量级为10-15m。通过α粒子散射实验确定各元素原子核的电荷量，从而推断原子内的电子数。 【典例剖析】 [例题1] 在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪些情况( ) A．动能最小 B．势能最小 C．α粒子与原子核组成的系统能量最小 D．所受原子核斥力最大 [例题2]实验测得α粒子与金核作对心碰撞时所能达到的离金核的最小距离约为2×10—14m，由此数据估算金核的密度（金原子序数79，质量数197）。 【课堂训练】 1.下列叙述中，符合物理学史实的是 A.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说
鲁科版化学选修3《原子结构模型》教案
鲁科版化学选修3《原子结构模型》教案 【学习目标】 1、知识与技能目标 （1）了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。初步认识原子结构的量子力学模型 （2）能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。 （3）能用n、ι、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态。 （4）知道n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制 （5）了解原子轨道和电子云的概念及形状，能正确书写能级符号及原子轨道符号 2、过程与方法目标 （1）通过介绍几种原子结构模型，培养学生分析和评价能力。 （2）通过原子结构模型不断发展、完善的过程，使学生认识到化学实验对化学理论发展的重要意义，使学生感受到在学生阶段就要认真作实验、认真记录实验现象。 （3）通过自主学习，培养学生自学能力和创造性思维能力。 （4）通过介绍四个量子数及有关量子限制，使学生感受到科学的严密性。 3、情感态度·价值观目标 （1）通过原子结构模型不断发展、完善的过程教学，培养学生科学精神和科学态度。（2）通过合作学习，培养团队精神。 【学习重点】1、基态、激发态及能量量子化的概念。 2、利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。 3、用四个量子数描述核外电子的运动状态。 【学习难点】1、n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制。 2、原子轨道和电子云的概念 第1课时 【自主预习提纲】 一、原子结构理论发展史： 1、1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家，1903 年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。 二、必修中学习的原子核外电子排布规律： (1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分为______
原子模型发展史
原子结构理论模型发展史 道尔顿的原子模型 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论，提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点[11]： ①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成； ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，主要表现为质量的不同； ③原子是微小的、不可再分的实心球体； ④原子是参加化学变化的最小单位，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或者消失。 虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但，道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中摆脱出来，道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 葡萄干布丁模型 葡萄干布丁模型由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型，汤姆生认为[11]： ①正电荷像流体一样均匀分布在原子中，电子就像葡萄干一样散布在正电荷中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消； ②在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。 汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。 土星模型 在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年，日本科学家提出了土星模型，认为电子并不是均匀分布，而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[16]。 行星模型 行星模型由卢瑟福在提出，以经典电磁学为理论基础，主要内容有[11]： ①原子的大部分体积是空的； ②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核； ③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。 随着科学的进步，氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。 玻尔的原子模型 为了解释氢原子线状光谱这一事实，卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是[12]： ①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit)上绕原子核运动，不辐射能量 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），且能量是量子化的，轨道能量值依n（1，2，3，...）的增大而升高，n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K（n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。 ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱，但对于更加复杂的光谱现象却无能为力。现代量子力学模型 物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人，经过13年的艰苦论证，在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象，其核心是波动力学。在玻尔原子
高中物理选修精选公式
高中物理公式定理定律概念大全 选修3-3 第七章 分子动理论 一、分子动理论的基本内容： 分子理论是认识微观世界的基本理论，主要内容有三点。 1、物质是由大量分子组成的。 我们说物质是由大量分子组成的，原因是分子太小了。一般把分子看成球形，分子直径的数量级 是1010 -米。 1摩尔的任何物质含有的微粒数都是×1023个，这个常数叫做阿伏加德罗常数。记作： 阿伏加德罗常数是连接宏观世界和微观世界的桥梁。已知宏观的摩尔质量M 和摩尔体积V ，通过常 数N 可以算出每个分子的质量和体积。 每个分子的质量m M N = 每个分子的体积v V N = 根据上述内容我们不难理解一般物体中的分子数目都是大得惊人的，由此可知物质是由大量分子组成的。 2、分子永不停息地做无规则运动。 ①布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。 布朗运动的产生原因：被液体分子或气体分子包围着的悬浮微粒（直径约为10 3 -mm ，称为“布朗 微粒”），任何时刻受到来自各个方向的液体或气体分子的撞击作用不平衡，颗粒朝向撞击作用较强的方向运动，使微粒发生了无规则运动。应注意布朗运动并不是分子的运动，而是分子运动的一种表现。 影响布朗运动明显程度的因素：固体颗粒越小，撞击它的液体分子数越少，这种不平衡越明显；固体颗粒越小，质量也小，运动状态易于改变，因此固体颗粒越小，布朗运动越显着。液体温度越高，布朗运动越激烈。 ②热运动：分子的无规则运动与温度有关，因此分子的无规则运动又叫做热运动。 3、分子间存在着相互作用的引力和斥力。 ①分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。 ②分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关。 当分子间的距离r r ==-01010m 时，分子间的引力和斥力相等，分子间不显示作用力；当分子间 距离从r 0增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力小得快，分子间作用力表现为引力；当分子间距离从r 0减小时，斥力、引力都增在大，但斥力增大得快，分子间作用力表现为斥力。 ③分子力相互作用的距离很短，一般说来，当分子间距离超过它们直径10倍以上，即r >-109m 时，分子力已非常微弱，通常认为这时分子间已无相互作用。
高中物理人教版选修3-5 18.2《原子的核式结构模型》教案设计
原子的核式结构 一、教学目标 1．知识与技能 ①了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。 ②知道ɑ粒子散射实验的实验方法和实验现象以及原子核式结构模型的主要内容。 2．过程与方法 ①通过对ɑ粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。 ②通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。 ③了解研究微观现象的方法。 3．情感态度与价值观 ①通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。 ②通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 二、教学重点 ①引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。 ②在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。 三、教学难点 引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构模型。 四、教学资源 多媒体教学设备、PPT多媒体课件、网上下载的FLASH小课件。 五、教学过程 1．回顾历史，引入新课
通过播放1964年我国第一颗原子弹爆炸成功的视频，介绍人类现在已经开始利用原子的核能，其实早在1897年，汤姆孙就发现了电子，使人类第一次敲开原子世界的大门，今天我们就循着前人的足迹研究原子内部结构的发现过程。 2．发现电子，提出问题 汤姆孙发现电子，根据原子呈电中性，原子内还有带正电部分，那么原子内部具有怎样的结构呢？汤姆孙提出了原子的葡萄干布丁模型，动画展示原子葡萄干布丁模型，汤姆孙的原子葡萄干布丁模型虽然能够解释一些物理现象，但无法解释卢瑟福α粒子散射实验3．ɑ粒子散射实验原理、装置、实验现象 ɑ粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。ɑ粒子散射实验在课堂上无法直接演示，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的ɑ粒子。动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象，并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。α粒子散射实验的数据 教师适时提问：根据以上实验数据，用科学语言表述实验结果： 学生分组讨论交流得到实验结果：绝大多数沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。 教师再次提问：根据汤姆孙原子模型分析，α粒子轰击金箔后应出现什么情况？ ①α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？ ②按照汤姆孙原子模型，α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ 学生分组讨论交流得到结果：
高中物理选修的内容和公式
高中物理选修3-1的内容和公式如下,仅供参考 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝ 9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝W AB/q＝-ΔEAB/q 8.电场力做功：W AB＝qUAB＝Eqd｛W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量 (C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数） 常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(V o＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝V ot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分； (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直； （3）常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]； (4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关； (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表
原子结构模型的教学设计
《原子结构的模型》教学设计 浙江省海宁市实验初中宋竺 《原子结构的模型》是学生在教师的指导下，进行自主的学习、合作学习。案例的动画模型有直观、形象的优点，动画与单纯用语言描述相比，教学效果较好。 一、教学分析 （一）教材分析 本节为浙教版初中《科学》八年级（下）第一章《粒子的模型与符号》的第3节第一课时，本节两个课时，第一课时主要对学生学习原子结构模型的建立完善。让学生沿着科学家的道路去构建原子模型，同时渗透模型的构建方法。通过对有关科学家和其研究的介绍，培养学生的科学兴趣，使学生体验、学习科学家提出问题、建立假设、修正模型的研究方法。教会学生学会观察、学会分析、学会总结，帮助学生认知，从而帮助学生构建知识。 本节的基本概念和基础原理多，如原子结构的概念，这些内容抽象，肉眼不可见，远离学生的生活，所以运用了大量的图片和动画来展示或模拟结构，使之形象化，便于直观认识。 本节还密切联系现代生活、生产和科学技术的实际，有着浓郁的生活气息和时代气息。使学生更好地理解科学与生活、科学与社会的关系。 （二）学生分析 从知识水平来看，本节内容抽象，肉眼又不可见，远离生活，学生难以理解，但学生在学习了前面的模型、符号的建立与作用，物质与微观粒子模型的基础上，继续来学习原子结构的模型，有一定的微观认识基础。 从人的思维发展阶段看，初中的学生还处于具体形象思维的阶段，要使他们形成正确的微观的结构表象和概念，需要教师提供直观的动画模型，帮助学生由感性认识上升到理性认识，帮助学生构建知识。 从学生的学习兴趣看，本节的丰富内容，精美的图片，与生活、科技紧密接合的事例，激起了学生探索科学的兴趣。 （三）网络教室 学生上课时可以直接查找网络或到自主学习网站学习，方便快捷，课堂容量大。
高中物理选修3-5玻尔的原子模型教案课程设计
第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
高中物理选修-4公式
高中物理选修3-4公式 第十一章 机械运动 1、简谐运动的表达式 )sin(?ω+=t A x x 表示位移，A 振幅 单位m ω圆频率，单位rad/s,表示简谐运动振动的快慢。f T ππω22== 2、简谐振动的回复力： F=－kx 加速度x m k a -= 3、单摆： 回复力：x l mg F -= 振动周期： g L T π 2= (与摆球质量、振幅无关） 4、弹簧振子周期： k m T π2= 5、共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大 第十二章 机械波 1、机械波：机械振动在介质中传播形成机械波。它是传递能量的一种方式。 产生条件：要有波源和介质。 波的分类：①横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，有波峰和波谷。 ②纵波，质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。有密部和疏部。 波长λ：两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。 f v vT ==λ 注意：①横波中两个相邻波峰或波谷问距离等于一个波长。 ②波在一个周期时间里传播的距离等于一个波长。 波速：波在介质中传播的速度。机械波的传播速度由介质决定。 波速v 波长λ频率f 关系：f T v λλ == （适用于一切波） 注意：波的频率即是波源的振动频率，与介质无关。 第十三章 光 1、规律： （1）光的直线传播规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。 （2）光的独立传播规律：光在传播时，虽屡屡相交，但互不干扰，保持各自的规律传播。 （3）光在两种介质交界面上的传播规律 ① 光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。 ② 光的析射定律： 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折 固 f
2017-2018学年上海交大附中高一化学练习1-原子结构模型
高一化学练习1—原子结构模型 一、选择题（每小题只有一个选项） 1、下列说法中，不属于道尔顿近代原子论要点的是（） A. 同一元素的原子质量相同 B. 原子中正电荷均匀分布在整个原子中 C. 原子在化学变化中保持其不可再分性 D. 化合物中各种原子按照简单整数比结合 2、道尔顿的原子学说是现代化学的开端，道尔顿原子论认为：①原子时不可再分的粒子 ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同③原子是微小的实心球体。从现代观点来看，这三个论点不确切的是（） A. ①②③ B. ①② C. ①③ D. ②③ 3、下列不是Joseph John Thomson 的伟大贡献的是（） A. 发现电子 B. 测量出了电子的电荷与质量比 C. 提出了原子结构的行星模型 D. 打破了原子不可分的传统观念 4、汤姆逊提出葡萄干面包模型的主要依据是（） ①原子的构成中有电子②原子的构成中有质子③原子的构成中有中子④整个原子是电中性的 A. ①②③ B. ①③ C. ①④ D. ②④ 5、下列关于原子的叙述中，正确的是（） A. 原子是不可再分的微粒 B. 原子在任何变化中都保持不变 C. 原子是化学变化中的最小微粒 D. 原子最早是由墨子所提出的 6、科学家从下列哪些发现推测出原子具有复杂的结构（） ①电子的发现②放射性的发现③质量守恒定律的发现④空气组成的发现 A. ① B. ①② C. ①②③ D. ①②③④ 7、与现代物质结构学说最接近的原子结构模型是（） A. 原子是不可再分的微粒 B. 原子在任何变化中都保持不变 C. 原子是化学变化中的最小微粒 D. 原子最早是由墨子所提出的 8、宇宙大爆炸理论认为在宇宙爆炸之初，首先产生了中子，中子分裂产生质子和电子，随
高中物理-原子结构章末复习
高中物理-原子结构章末复习 【知识网络梳理】 【知识要点与方法指导】 一、重点、难点、方法 1．原子核式结构的提出与α粒子散射实验的关系 卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布,并非为了验证汤姆孙模型的正与误,他在做了α粒子散射实验后,根据实验现象的分析提出了原子的“核式结构”模型。 2．对氢原子能级跃迁的理解 （1）原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足 hv E E =-末初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E 初向高能级E 末跃迁,而当光子能量hv 大于或小于E E -末初时都不能被原子吸收。 （2）原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。 （3）当光子能量大于或等于13.6eV 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV 。氢原子电离后,电子具有一定的初动能。 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2 (1)2 n n n N C -= =。 （4）原子还可吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发,由于实物粒子的动能 原 子结构 ?? ? ? ? ? ??? ?? 电子的发现原子模型????? ????光谱光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质的化学组成 ?? ???吸收光谱发射光谱???连续谱 线状谱?? ?汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分??????????? ???? 汤姆孙枣糕式模型卢瑟福核式结构模型玻尔原子结构模型氢原子光谱和光谱分析?? ???能量量子化轨道量子化能级跃迁
高中物理选修3-5原子结构知识点
第八章原子结构 一、电子的发现： （一）电子的发现： 1．电子是怎样发现的： 汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。 汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。 2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。 ①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。 ②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。 （二）汤姆生的原子模型（枣糕模型） 葡萄干面包模型 二、原子的核式结构的发现 （一）原子核式结构的发现： 1．什么叫散射实验？ 用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。 2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。 ①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心， ②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。 3．α粒子散射装置 ①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。 ②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。 ③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个 ④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后 ⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子 4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）
高中物理选修3-1公式
高中物理选修3-1公式 第一章 静电场 1、库仑力：221r q q k F = (适用条件：真空中静止的点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力常量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场性质的物理量。是矢量。 定义式： q F E = 单位： N / C 或V/m 点电荷电场场强 2r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势能：电势能的单位：J 通常取无限远处或大地表面为电势能的零点。 静电力做功等于电势能的减少量 PB PA AB E E W -= 4、电势： 电势是描述电场能的性质的物理量。是标量。 电势的单位：V 电势的定义式：q E p = ? 顺着电场线方向，电势越来越低。 一般点电荷形成的电场取无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零。 5、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量（侧移距离）： 做类似平抛运动 2 22022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角度 2 0tan mdv qUl v at v v x y == = θ 8、电容器的电容： 电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。单位:F 定义式: c Q U = 电容器的带电荷量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 平行板电容器与电源的两极相连，则两极板间电压不变
高中物理-原子结构+练习
高中物理-原子结构+练习 一、研究进程 汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→ 波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型） 二、α 粒子散射实验 a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏 b 、实验的结果： 绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进, 少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转, 甚至超过了90o 。 C 、卢瑟福核式结构模型内容： ①在原子的中心有一个很小的原子核, ②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里, ③带负电的电子在核外空间里旋转。 原子直径的数量级为m 10 10-,而原子核直径的数量级约为m 1015-。 c 、卢瑟福对实验结果的解释 电子对α粒子的作用忽略不计。 因为原子核很小,大部分α粒子穿过原子时离原子核很远,受到较小的库仑斥力,运动几乎不改变方向。 极少数α粒子穿过原子时离原子核很近,因此受到很强的库仑斥力,发生大角度散射。 d 、核式结构的不足 认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。 三、氢原子光谱 1、公式：)11(1 2 2n m R -=λ m=1、2、3……,对于每个m,n=m+1,m+2,m+3…… m=2时,对应巴尔末系,其中有四条可见光,一条红色光、一条是蓝靛光、 另外两条是紫光。
2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱,比如霓虹灯发光。 3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。 吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱） 4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些） 5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。 6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。 三、波尔模型 1、电子轨道量子化r=n 2r 1 , r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。 电子绕核旋转可能的轨道是分立的。 2、原子能量状态量子化（定态）假设——针对原子稳定性提出。 电子在不同的轨道对应原子具有不同的能量。原子只能处于一系列 不连续的能量状态中,这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核旋转, 但不向外辐射能量,这些状态叫定态。 取氢原子电离时原子能量为0,用定积分求得E 1= -13.6ev. 21n E E n =,E 1 = —13.6ev 3、原子跃迁假设（针对原子的线状谱提出） 电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出光子。 电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。末初E -E hv =。 注：电子只吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。如果要使电子电离,光子的能量 与氢原子能量之和大于等于零即可。 4、局限性 保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看成经典力学描述下轨道运动,没有彻底摆脱经典理论的框架。→无法解释较为复杂原子的光谱。 5、现代原子模型： 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子,在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的测不准原理。
(完整word版)高中物理原子与原子核知识点总结选修3-5
高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： 10 J·S h为普朗克常数 h=6.63×34 ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。
(3)光子说并未否定波动说，E ＝h ν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原
高中物理选修3-1_3-2公式
高中物理公式定理定律概念大全 选修3-1 第一章 电场 1、 电荷、元电荷、电荷守恒（A ） （1）自然界中只存在两种电荷：用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷，用_毛皮__摩擦过的_硬橡胶棒_带负电荷。同种电荷相互_排斥_，异种电荷相互_吸引_。电荷的多少叫做电荷量_，用_Q_表示，单位是_库仑，简称库，用符号C 表示。 （2）用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。无论那种方法都不能_创造_电荷，也不能_消灭_电荷，只能使电荷在物体上或物体间发生_转移_，在此过程中，电荷的总量_不变_，这就是电荷守恒定律。 2、 库仑定律（A ） （1）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 （2）公式：1 22Q Q F k r 其中k=9.0×109 N ﹒m 2/C 2 3、 电场、电场强度、电场线（A ） （1）带电体周围存在着一种物质，这种物质叫_电场_，电荷间的相互作用就是通过_电场_发生的。 （2）电场强度（场强）①定义：放在电场中某点的电荷所受电场力F 跟它的电荷量的比值 ②公式: Ｅ＝F ／q _由公式可知，场强的单位为牛每库 ③场强既有大小_，又有方向，是矢量。方向规定：电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。 （3）电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的疏密程度反映电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向，即电场方向。匀强电场的电场线特点：距离相等的平行直线。（几种特殊电场的电场线线分布） 4、静电的应用及防止（A ） （1）静电的防止： 放电现象：火花放电、接地放电、尖端放电等。 避雷针利用_尖端放电_原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。 （2）静电的应用： 静电除尘、静电复印、静电喷漆等。 5、电容器、电容、电阻器、电感器。（A ） （1）两个正对的靠得很近的平行 金属板间夹有一层绝缘材料，就构成了平行板电容器。这层绝缘材料称为电介质。电容器是 容纳电荷的装置。 （2）电容器储存电荷的本领大小用电容表示，其国际单位是法拉（F ）。平行板电容器的电
师生三代共建原子结构模型
师生三代共建原子结构模型 河南省南阳市西峡县第二高级中学李勇 19世纪末20世纪初，随着X射线、电子、放射性现象的发现，在物理学领域内爆发了一场举世瞩目的大革命。在不太长的时间内，新理论风起云涌，新实验层出不穷，一位科学巨匠应运而生。在这批科学巨人所创建的科学大厦中，汤姆生、卢瑟福、波尔师生三代精心雕塑起来的院子结构模型，至今依然光芒闪耀。 1897年，刚刚40岁的汤姆生证明了电子的存在，轰动了科学界，一举成为国际物理学界的佼佼者。然而，他并没有因此停步不前，仍一如既往，兢兢业业，继续攀登科学的高峰，1904年，汤姆生提出，原子就好象一个带正电的球，这个球承担了原子质量的绝大部分，电子作为点电荷镶嵌在球中间。这种“葡萄干蛋糕”式的无核模型是汤姆生企图解释元素化学性质发生规律性变化而反复思考提出的。 汤姆生既是一位理论物理学界又是一位出色的教育家。他在担任英国卡文帝什实验物理学教授及实验室主任的34年间，培养出了众多优秀人才，在的弟子中，有9位获得过诺贝尔奖，卢瑟福就是其中之一。在1906年，英国人卢瑟福做了一次极为著名的实验，他用α粒子作“炮弹”去轰击金属箔片制得靶子，他发现α粒子穿过箔片后，大多数没有改变方向，如无人之境，畅通无阻，这说明原子内部是很“空”的。同时他也发现竟有少数α粒子在偏离原方向相当大的角度散射出来，有极少数甚至被反弹回来，这是汤姆生原子模型无法解释的，由此卢瑟福证明了正电荷不是分散分布在一个较大的球体内，而是集中在一个很小的核心上，这个核心被他称做原子核。原子核的发
现使卢瑟福感到惊讶。而科学家的敏感和追根问底的性格使他经过周密的思考后于1911年大胆地提出了有核原子模型。他设想原子可以和一个小行星系统比拟，原子模型的中心是一个带正电的质量很大的核，原子核的半径在10-14~10-15m之间，是整个原子半径的万分之一至十万分之一，带负电的电子散布在核的外面，围绕原子核旋转。这种模型被后人称为行星式原子结构模型。 卢瑟福的原子模型虽比汤姆生前进了一步，但仍没摆脱宏观物体运动的框架，所以在解释原子内的稳定性和光谱规律上同样遇到了难以逾越的困难。而提出解决这一困难的是丹麦物理学家波尔。于1913年，波尔受卢的影响，提出了“电子在原子核外空间一定轨道上绕核做高速圆周运动”原子模型学说，使原子结构理论为之一新，在整个物理学界引起了“轰动性效应”波尔原子结构模型仍是当今大学、中学物理、化学教科书中必不可少的内容。 值得一提的是，1919年，卢瑟福和他的另一位学生查威克在原子核里发现了质子，1932年查又在原子核里发现了中子，至此，“原子不可再分”的形而上学的观念彻底瓦解。 汤姆生、卢瑟福、波尔师生三代创建的原子结构模型虽已被后人“科学演变”，但他们对科学发展的贡献“功不可没”，在科学发展史上谱写了光辉的一页。