章末整合提升2-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-5）

一、对α粒子散射实验及核式结构模型的理解 1．α粒子散射实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子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°，也就是说它们几乎被“撞了回来”． 2．核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核旋转． 【例1】　(多选)关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是(　　) A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是α粒子受力平衡的结果[来源:Z*xx*k.Com] B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的 C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大 答案　BC 解析　在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数α粒子发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于α粒子，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故C对，D错． 二、对玻尔原子模型的理解 1．氢原子的能级 对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同． 原子各能级的关系为En＝ (n＝1,2,3…) 对于氢原子而言，基态能级：E1＝－13.6 eV 2．氢原子的能级图 如图1所示． 图1 【例2】　已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级值为En＝ eV. (1)求电子在基态轨道上运动的动能； (2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线； (3)计算这几种光谱线中最短的波长．[来源:学科网ZXXK] (静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.0×108 m/s) 答案　见解析 解析　(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则mv2，，又知Ek＝＝ 故电子在基态轨道上运动的动能为： Ek＝ J[来源:学科网]＝ ≈2.18×10－18 J≈13.6 eV. (2)当n＝1时，能级值为E1＝ eV＝－13.6 eV. 当n＝2时，能级值为E2＝ eV＝－3.4 eV. 当n＝3时，能级值为E3＝ eV≈－1.51 eV. 能发出的光谱线分别为3→2,2→1,3→1共3种，能级图如图所示． (3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短． hν＝E3－E1，又知ν＝，则有 λ＝[来源:学科网] ＝ m[来源:Z*xx*k.Com] ≈1.03×10－7 m. 针对训练1　(多选)下列对玻尔原子理论的评价正确的是(　　) A．玻尔原子理论成功解释了氢原子光谱规律，为量子力学的建立奠定了基础 B．玻尔原子理论的成功之处是引入了量子概念 C．玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点 D．玻尔原子理论与原子的核式结构是完全对立的 答案　AB[来源:Zxxk.Com] 解析　玻尔原子理论成功解释了氢原子的发光问题，其成功之处是引入了量子化理论，局限是保留了经典理论中的一些观点，故A、B对，C错；它继承并发展了原子的核式结构观点，故D错． 三、原子的能级跃迁与电离 1．能级跃迁的两种方式[来源:学&科&网Z&X&X&K] (1)辐射和吸收光子发生跃迁，可表示如下： 高能级低能级En (2)吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而发生跃迁． 由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(E＝Em－En，m>n)，均可使原子发生能级跃迁． 2．电离的两种方式 (1)吸收光子能量发生电离．当光子能量大于或等于13.6 eV时，可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离． (2)与实物粒子撞击发生电离．由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于氢原子所处的能级的能量，均可使原子发生电离． 【例3】　将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子． (1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的光照射该氢原子？ (2)若用波长为200 nm的紫外线照射处于n＝2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63