高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型解析版新人教版选修3_5

原子的核式结构模型

1．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。

2．汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。

3．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α粒子散射实验否定了。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．卢瑟福提出了原子的枣糕模型。(×)

2．汤姆孙认为原子是由原子核和电子组成的。(×)

[释疑难·对点练]

汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷均匀分布，电子像枣糕一样镶嵌在原子里。均匀分布和镶嵌都没有说它是固定的，实验证明它是高速运转的。这虽是一个错误的模型推论，但汤姆孙通过阴极射线的研究，发现了电子，并提出原子由电子和带正电的物质两部分组成。这是对物理学做出的重大贡献。

[试身手]

1．以下说法中符合汤姆孙原子模型的是( )

A．原子中的正电部分均匀分布在原子中

B．原子中的正电部分集中在很小的体积内

C．电子在原子内可以自由运动

D．电子在原子内不能做任何运动

解析：选A 在汤姆孙原子模型中，正电荷均匀分布在原子中，电子镶嵌在原子中，但并不是完全固定的，它可以振动，故只有选项A正确。

1．α粒子

α粒子是从放射性物质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。

2．实验方法

用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。

3．实验结果

绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。

4．汤姆孙模型的困难

(1)α粒子的大角度偏转不可能是电子造成的。

(2)α粒子偏转的主要原因应是具有原子的大部分质量的带正电部分的作用，但正电荷的均匀分布对α粒子运动的影响不会很大。所以，汤姆孙模型无法解释大角度散射的实验结果。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．α粒子散射实验中，大部分α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转。(×)

2．卢瑟福根据α粒子散射实验估测了原子核的大小。(√)

[释疑难·对点练]

对α粒子散射实验的认识

1．装置

放射源、金箔、荧光屏等，如图所示。

2．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。

[试身手]

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粒子一直受到原子核的斥力，速度一直减小

解析：选B 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，远离时做正功，速度增大，故D错误。

1．核式结构模型

(1)内容：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。正电体的尺度是很小的，被称为原子核。卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型。

(2)对α散射实验的解释

正电体很小，当α粒子进入原子区域后，大部分离正电体很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变，只有极少数α粒子在穿过时距离正电体很近，受到很强的库仑斥力，发生大角度散射。

2．原子核的电荷与尺度

(1)原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的电子数相等，非常接近于它们的原子序数。

(2)原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。

(3)原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为10－15m，而原子的半径的数量级是10－10 m。原子内部是十分“空旷”的。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。(√)

2．卢瑟福认为原子核很小，集中了原子所有质量和正电荷。(×)

3．卢瑟福提出的原子的核式结构模型已经完美了。(×)

[释疑难·对点练]

原子的核式结构模型的依据

1．电子不可能使α粒子发生大角度散射。α粒子跟电子碰撞过程中，两者动量的变化量相等。由于α粒子的质量是电子质量的7 300倍，在碰撞前后，质量大的α粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度要发生改变。因此，α粒子与电子正碰时，不会出现被反弹回来的现象。发生非对心碰撞时，α粒子也不会有大角度的偏转。可见，电子使α粒子在速度的大小和方向上的改变都是十分微小的。

2．按照汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内部均匀地分布，α粒子穿过原子时，由于α粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力也不会很大。α粒子的大角度散射现象，说明了汤姆孙提出的“枣糕模型”不符合原子结构的实际情况。

3．实验中发现少数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．金箔的厚度大约是1 μm，金原子的直径大约是3×10－10 m。绝大多数α粒子在穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们的运动方向却没有发生明显的变化，这个现象表明了α粒子在穿过时基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原子的质量和电荷量都集中在体积很小的核上。

[试身手]

3．(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )

A．原子的中心有个核，叫做原子核

B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D．带负电的电子在核外绕着核旋转

解析：选ACD 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：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里绕着核旋转，由此可见B选项错误，A、C、D选项正确。

[典例1] (

光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是( )

A．相同的时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多

B．相同的时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些

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 由α粒子散射实验的结论：绝大多数α粒子仍沿原方向运动，少数α粒子运动方向发生改变，极少数α粒子运动方向发生大角度的偏转，甚至是180°。由A、B、C、D的位置可知绝大多数α粒子打到A位置的荧光屏上，少数α粒子打到B位置的荧光屏上，而极少数α粒子能打到C、D位置的荧光屏上，故选项A、D正确。

(1)熟练记忆α粒子散射实验的实验结果，重点把握几个关键词，“绝大多数”“少数”“甚至”等。

(2)α粒子散射实验的现象和结果，只能推测出原子的结构，不能证明原子及原子核的组成。

1.

2．原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数。

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十万分之一，体积只相当于原子体积的10－15。

[典例2] (多选)如图所示表示α粒子散射实验中，某个α粒子经过原子核的情景，虚线a 、b 和c 表示原子核形成的静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa 、φb 和φc ，φa >φb >φc ，一个α粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示，由图可知( )

A ．α粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功

B ．α粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功

C ．α粒子从K 到L 的过程中，电势能增加

D ．α粒子从L 到M 的过程中，动能减小

[解析]选AC 从K 到L 时，电场力与运动方向的夹角大于90°，做负功，电势能增加，选项A 、C 正确；从L 到M 过程中，电场力先做负功，后做正功，动能先减小，后增大，选项

B 、D 错误。

[典例3] 氢原子的核外电子质量为m ，电荷量为e ，在离核最近的轨道上做圆周运动，轨道半径为r 。试回答下列问题：

(1)电子运动的动能E k 是多少？

(2)电子绕核运动的频率是多少？

(3)电子绕核运动相当于环形电流，则该环形电流的大小为多少？

[思路点拨] 根据题意可知，氢原子中的电子绕核做匀速圆周运动，电子和原子核间的库仑力提供电子所需的向心力，而轨道半径已知，可由牛顿第二定律和圆周运动规律列方程求解。

[解析] (1)根据牛顿第二定律得k e 2r 2＝m v 2r

故电子的动能E k ＝12mv 2＝ke 22r

。 (2)电子绕核运动的频率f ＝v 2πr ＝e 2π k mr 3

(3)该环形电流的大小为I ＝e T ＝ef ＝e 22π k mr 3

。 [答案] (1)ke 22r (2)e 2π k mr 3 (3)e 22π k mr 3

[课堂对点巩固]

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．电子的质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小

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

解析：选B α粒子的质量是电子质量的7 300倍，电子虽然很小，但数量很多，α粒子仍能碰到，但影响微乎其微。选项B正确。

2．下列对原子结构的认识，错误的是( )

A．原子中绝大部分是空的，原子核很小

B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力

C．原子的全部正电荷都集中在原子核里

D．原子核的直径大约为10－10 m

解析：选D 卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，提出了原子的核式结构学说，并估算出了原子核直径的数量级为10－15 m，原子直径的数量级为10－10 m，原子直径是原子核直径的十万倍，所以原子内部十分“空旷”。核外带负电的电子绕核旋转，其向心力是由库仑力为其提供的，所以本题应选D项。

3．(多选)卢瑟福的α粒子散射实验结果表明了( )

A．原子核是可分的

B．汤姆孙的“枣糕”模型是错误的

C．原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成

D．原子中的正、负电荷并非均匀分布

解析：选BD α粒子散射实验没有证明原子是由什么构成的，也没有证明原子核是否可分，而是证明了组成原子的正、负电荷在原子内部是如何分布的，由实验现象可知原子内部的正、负电荷并非均匀分布，证明了“枣糕模型”是错误的，故答案为B、D。

4．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示。下列说法中正确的是( )

A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关

B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型

C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型

D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型

解析：选B α粒子散射实验与核式结构模型的建立有关，并通过该实验，否定了枣糕模型，建立了核式结构模型。B正确。

- - - - - - - - - - - - - -[课堂小结]- - - - - - - - - - - - - - -

[课时跟踪检测十]

一、单项选择题

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，就不会发生散射现象

D．实验装置放在空气中和真空中都可以

解析：选A 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错；若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，故D错。只有A对。

2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )

解析：选D 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。能正确反映该实验结果的是选项D。

3．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，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是( )

A．可能在①区域

B．可能在②区域

C．可能在③区域

D．可能在④区域

解析：选A 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；若原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；若原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选A。

4．(福建高考)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，其中正确的是( )

解析：选C α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；α粒子不可能先受到吸引力，再受到排斥力，选项B错误，C正确。

二、多项选择题

5．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最小

D ．所受金原子核的斥力最大

解析：选AD α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减小，电势能增大；两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒；根据库仑定律，距离最近时斥力最大。故A 、D 正确。

6．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )

A ．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对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

解析：选BCD 原子核带正电且很小，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作用而偏转。绝大多数的α粒子离原子核不太近，沿原来的方向前进，故B 、C 、D 正确。

三、非选择题

7．1911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，α粒子的速度约为__________ m/s 。(质子和中子的质量均为1.67×10

－27 kg,1 MeV ＝1×106 eV) 解析：设α粒子的速度为v ，E k ＝12

mv 2，则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

8．速度为107 m/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 2

12m αv 02＝108961。 答案：108961

9．1911年前后，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，获得惊人的发现。试由此实验并根据下面所给的公式或数据估算金原子核的大小。

点电荷的电势φ＝

kQ R ，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2。金原子序数为79，α粒子的质量m α＝6.64×10－27 kg ，质子的质量m p ＝1.67×10

－27 kg ，α粒子的速度v α＝1.60×107 m/s ，电子电荷量e ＝1.60×10－19 C 。

解析：设α粒子接近金原子核时最近的距离为R ，则R 可认为是金原子核的半径。 由动能定理得12m αv α2

＝q αφ

又φ＝kQ R ，Q 为金原子核电荷量，则R ＝2q αkQ

m αv α2

其中q α＝2e ，Q ＝79e ，代入上式及已知数据可得

R ＝4ek ·79e m αv α2≈4×10－14

m

V ＝43πR 3≈2.68×10－40 m 3。

答案：2.68×10－40 m 3

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-

《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

高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结 1.汤姆生模型(枣糕模型) （）发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开人们认识原子的大门. 2.核式结构模型：（）通过α粒子散射实验,总结出核式结构学说。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出（）大小的数量级是（）。 核式结构与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)，辐射(吸收)光子的能量为（） 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子从n激发态原子跃迁到基态时可能辐射的光谱线条数为（）。 ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续; 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:（） 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n=n2r1(n＝1,2.3…)r1=0.53×10-10m

能量量子化：E1=－13.6eV ② ③氢原子跃迁时应明确： 一个氢原子直接跃迁向高（低）能级跃迁，吸收（放出）光子 ( 某一频率光子 ) 一群氢原子各种可能跃迁向低（高）能级跃迁放出（吸收）光子 (一系列频率光子) ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子 A光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时，该光子可被吸收。(即：光子和原子作用而使原子电离) B光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。 ⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。 ⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

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：

高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结(必修三) 载自：搜高考网https://www.wendangku.net/doc/ea13292150.html, 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大家有所帮助. 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.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：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运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) ( ) 辐射(吸收)光子的能量为hf＝E初-E末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为 ]。

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。

物理二轮复习 专题五 动量与原子物理学 第三讲 原子结构与原子核——课后自测诊断卷

第三讲原子结构与原子核 ——课后自测诊断卷 1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( ) A．产生的新核是锂核(73Li) B．反应过程吸收能量 C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确；因为中微子的动量与处于激发态新核的动 量大小相等，质量不等，根据E k＝p2 2m ，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等， 故D错误。 2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( ) A．铀233比钍232少一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3 解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。 3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( ) A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住

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

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

最新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： h为普朗克常数 h=6.63×34 10 J·S 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＝hν＝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子球体中，而带负电的电子镶嵌在球内。 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说

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）

2020高考冲刺物理重难点：原子结构和原子核(附答案解析)

重难点10 原子结构和原子核 【知识梳理】 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （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：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，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°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。 （3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 （1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ???? 122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。 3．玻尔理论 （1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量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。 （2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。（h 是普朗克常量，h ＝6.63× 10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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也是不连续的。 4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示

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。

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。

高中物理-原子结构测试题

高中物理-原子结构测试题 (高考体验卷) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.(·北京理综)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子() A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 解析:由玻尔原子模型、跃迁的特点,由高能级向低能级跃迁过程中能量减少,减少的能量以光子形式放出,选项B正确. 答案:B 2.(·福建理综)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,其中正确的是() 解析:α粒子运动时受到原子核的排斥力作用,离原子核距离远的α粒子受到的排斥力小,运动方向改变的角度也小,离原子核距离近的α粒子受到的排斥力大,运动方向改变的角度就大,C项正确. 答案:C 3.(·上海单科)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是() 解析:α粒子散射实验的实验现象:(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粒子发生了较大的偏转;(3)极少数α粒子的偏转角θ超过90°,甚至有个别α粒子被反弹回来.据此可知本题只有选项D正确. 答案:D 4.(·全国高考)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量E n=,其中n=2,3,…用h表示普朗克常量,c 表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为() A.- B.- C.- D.- 解析:根据激发态能量公式E n=可知氢原子第一激发态的能量为,设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm)的光子能量为ΔE,则有+ΔE=0,且ΔE=h,联立解得λm=-,所以本题正确选项只有C. 答案:C 5.(·四川理综)如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()

高中物理-原子的核式结构模型教案+练习

高中物理-原子的核式结构模型教案+练习 教学目标 1、知道α粒子散射实验及其现象,了解卢瑟福原子核式结构模型,以及提出此模型的实验依据 2、认识实验对理论发展的总要作用 3、知道物理模型建立的意义及其局限性,培养学生抽象思维能力和想象力 重点难点 重点：α粒子散射实验和原子核式结构理论 难点：渗透和让学生体会物理学研究方法 设计思想 α粒子散射实验是一个很重要的实验,体现了研究微观世界的一种科学的方法,也是锻炼学生分析问题、解决问题的知识点。对卢瑟福如何分析α粒子散射实验,否定汤姆孙原子模型,提出原子核式结构模型的了解,有利于学生学习人类研究微观世界的科学方法,提高分析解决问题的能力。因此本节的设计强调核式结构模型建立的依据而非结论,重点在于暴露模型建立的思路和研究的方法。对物理学史的教育要贯穿在整个教学过程当中。 教学资源多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 讲述：汤姆生发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的枣糕模型。 学生活动：师生共同得出汤姆生的原子枣糕模型。 点评：用图片或动画展示原子枣糕模型。。 【课堂学习】 学习活动一：α粒子散射实验 问题一：为什么用α粒子的散射现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况,是研究原子结构的有效手段。 学生：体会α粒子散射实验中用到科学方法；渗透科学精神（勇于攀登科学高峰,不怕苦、不怕累的精神）的教育。 问题二：α粒子散射是怎么做的 α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。 动画展示 粒子散射实验装置动画展示实验中,通过显微镜观察到的现象。 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