第4章 原子结构 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 [典例]　下列关于原子结构模型的说法正确的是 (　 ) A．汤姆孙发现了电子，并提出了原子结构的“西瓜模型” B．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 C．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D．玻尔原子模型能很好地解释所有原子光谱的实验规律 原子的核式结构 [解析]　汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了原子内部存在带负电的电子，并提出原子结构的“西瓜模型”(也叫“枣糕模型”)，卢瑟福的α粒子散射实验主要是否定了汤姆孙的原子结构的“西瓜模型”，不能解释原子的稳定性，故A正确，B、C错误；玻尔原子模型能很好地解释原子的稳定性和氢原子光谱的实验规律，但并不能解释所有原子的光谱规律，故D错误。 [答案]　A [融会贯通] 1．电子的发现 (1)说明了原子是可分的，是有结构的。 (2)典型的两种原子模型： ①枣糕模型，②核式结构模型。 2．原子的核式结构 续表 [对点训练] 如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是 (　 ) A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 解析：α粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同。α粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C正确。 答案：C　 [典例]　氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则： (1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？ (3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？ 原子跃迁的规律及应用 [融会贯通] 光谱、能级、能级跃迁的对比分析 [对点训练] (多选)如图所示为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62～3.11 eV，用可见光照射大量处于n＝2能级的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n＝2能级的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，已知红外线的频率比可见光小，则关于实物粒子的能量E，下列说法正确的是 (　 ) A．一定有4.73 eV＞E＞1.62 eV B．E的值可能使处于基态的氢原子电离 C．E一定大于2.86 eV D．E的值可能使基态氢原子产生可见光 解析：红外线光子的能量小于可见光光子的能量，用实物粒子轰击大量处于第2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级。所以实物粒子的最小能量为E＝E5－E2＝－0.54 eV－(－3.4 eV)＝2.86 eV，因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值，则B、D正确，A、C错误。 答案：BD　 2. (多选)光刻机是生产芯片的核心设备，其作用主要是让光源发 出的光通过物镜把设计好的电路图样打在涂抹了光刻胶的硅晶 圆上，将电路雕刻在上面。光的波长越小，能雕刻的尺寸越小， 制造的芯片就越精密。目前世界上生产的光刻机主要是利用紫 外线作为光源，紫外线的光子能量范围为3～124 eV。如图所示为氢原子的能级图。现有一群处于n＝4能级的氢原子，下列说法正确的是 (　 ) A．这群氢原子辐射的光中，有四种频率的光为紫外线 B．这群氢原子辐射的光中，波长最长的光子能量为0.66 eV C．这群氢原子辐射的光中，能使光刻机雕刻尺寸最小的光子能量为12.75 eV D．在光刻机的物镜和硅晶圆之间充满水，打在硅晶圆上的光的波长将变短 解析：根据能级跃迁知识，从n＝4能级跃迁到n＝3能级和从n＝4能级跃迁到n＝2能级以及从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量均小于3 eV，而从n＝4能级跃迁到n＝1能级和从n＝3能级跃迁到n＝1能级以及从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量均大于3 eV且小于124 eV, 所以这群氢原子辐射的光中，有三种频率的光为紫外线，故A错误；这群氢原子辐射的光中，当氢原子从n＝4能级向n＝3能级跃迁时，波长最长，此光子能量为E＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51)eV＝0.66 eV，故B正 确；在氢原子辐射的光中，从n＝4能级跃迁到基态释放的光子能量最大，其波长最小，能使光刻机雕刻尺寸最小，其光子能量为E′＝E4－E3＝－0.85 eV－(－13.6)eV＝12.75 eV，故C正确；在光刻机的物镜和硅晶圆之间充满水，光频率不变，速度减小，可知光的波长在水中将变短，打在硅晶圆上的光的波长将