高考物理一轮复习导学案-原子结构和氢原子光谱.docx

设计人：高中物理演员 4.2 原子结构和氢原子光谱班级： 姓名： 一、学习目标1.清楚阴极射线的产生、特点、本质和电子的发现相关物理学史；2.清楚原子的核式结构模型以及相关的物理学史；3.明确光谱的定义及分类，明确氢原子光谱特点，会结合巴耳末公式明确分立特征。二、课堂任务（一）电子的发现1.阴极射线：阴极射线管内有阴阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，即阴极射线。特点：（1）在真空中沿直线传播；（2）碰到荧光物质能使其发光；（3）本质上是强电场电离空气产生的 。判断1：阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光产生的只要阴阳两极间加电压就会产生阴极射线阴极射线能穿透薄铝片，说明它是电磁波阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出阴极射线是带负电的粒子结构，并求出了阴极射线的比荷汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元 2.电子的发现： 发现了电子并测出其比荷。意义：原子可以再分，电子是原子组成部分。3.密立根实验：密立根通过 实验精确测定电子电荷量e= ,密立根实验发现电荷是量子化的。质子质量是电子的_倍。（二）原子的结构模型1. 汤姆孙提出一种原子模型，“枣糕模型”：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，电子的总电荷量和正电荷的电荷量相等。（由于不能解释粒子散射实验而被否定）2.卢瑟福粒子散射实验:(1)装置：由放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜组成；(2) 实验现象： 粒子不改变方向； 粒子发生较大的偏转； 粒子偏转角度超过90o，有的甚至被原路“弹回”。该实验过程需在 中进行判断2：图中实线表示粒子的运动轨迹.其中一个粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(粒子在b点时距原子核最近)：图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核发生了碰撞绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小根据粒子散射实验可以估算原子大小卢瑟福在粒子散射实验中发现了电子粒子不带电或带负电粒子的加速度先变小后变大电场力对粒子先做正功后做负功粒子的动能先减小后增大图中大角度偏转的粒子的电势能先减小后增大该粒子出现较大角度偏转的原因是粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大粒子与金原子核组成的系统能量逐渐减小3.卢瑟福的核式结构模型在氢原子中，可以认为核外电子绕原子做匀速圆周运动，轨道半径为r，已知电子电量为e，质量为m。求（1）电子受到的库仑力？（2）电子绕核运动速度和周期？只列式；（3）电子沿轨道运动的动能？（4）电子绕核运动形成的等效电流？（三）氢原子光谱1.光谱及分类：（1）发射光谱：物体发光直接产生光谱叫做发射光谱。可分为： 和 。（2）连续谱:连续分布光谱，炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱。（3）线状谱（原子光谱）:不连续的亮线的光谱，由处于游离状态的原子发射的，稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱.2.吸收光谱：高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被温度较低物质吸收后产生的光谱. 光谱特点:在连续谱的背景上由若干条暗线组成3.氢原子光谱：1.氢原子光谱是不连续的线状谱。2.在可见光区，氢原子光谱有四条谱线.巴耳末公式为。第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司判断3：利用物质线状谱就可鉴别其组成成分各种原子的明线光谱中明线和它吸收光谱中暗线必定一一对应气体发出的光只能产生明线光谱在一定条件下气体也可以产生连续光谱发射光谱一定是连续谱线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析霓虹灯发光形成光谱是连续谱太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱摄下月球的光谱，可以分析出月球上有哪些元素利用高温物体连续谱就可鉴别其组成成分使一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。高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱,就可以对甲的化学组成进行分析判断4：巴耳末公式为 此公式只适用于氢原子发光公式中的n可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的该公式包含了氢原子的所有光谱线根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论三、随堂练习1物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（    ）A电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 B天然放射现象说明原子核内部是有结构的C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的2卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，反映实验结果的示意图是（）ABCD3. 1991年卢瑟福依据粒子散射实验中粒子发生了_（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1MeV的粒子轰击金箔，则其速度约为_m/s。（质子和中子的质量均为1.67×1027kg，1MeV=1×106eV）四、课堂总结卢瑟福的核式结构模型（1） 在原子的中心有一个很小的核（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核旋转。（2） 原子核的电荷等于核外电子数。（3） 原子核的半径10-15m，原子的半径10-10m，原子内十分空旷。