第4章 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练测（人教版2019）

◆高中物理·选择性必修第三册（人数版） 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.(电子的发现)（多选）关于阴极射线的性质， 下列判断正确的是 ( ) A.阴极射线带负电 A.a B.b C.e D.d B.阴极射线带正电 3.(原子的核式结构模型)（多选）卢瑟福原子 核式结构理论的主要内容有 () C.阴极射线的比荷比氢原子比荷大 A.原子的中心有个核，叫原子核 D.阴极射线的比荷比氢原子比荷小 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 2.(a:粒子散射实验)（多选）用a粒子撞击金 中在原子核内 原子核发生散射，图中关于α粒子的运动轨 D.带负电的电子在核外绕着核旋转 迹正确的是 提示请完成《素能提升训练》训练十三 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型 学习目标 L.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 2.知道氢原子光谐的实验规律。 3.知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 4.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念 5.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型。 6.了解玻尔模型的不足之处及其原因 自主学习探新知 爆前预习双基落实 一、光谱及氢原子光谱的实验规律 ②连续谱：有的光谱看起来不是一条条分立 1,光谱 的谱线，而是连在一起的 ,叫作连 (1)定义：用棱镜或光栅可以把物质发出的 续谱。 光按 (频率)展开，获得 ③特征谱线：气体中中性原子的发光光谱都 (颜率)和强度分布的记录，即光谱。 是 ,且不同原子的亮线位置 (2)分类： ,故这些亮线称为原子的 ①线状谱：有些光谱是一条条的 谱线。 叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱。 74 第四章原子结构和波粒二象性 (3)光谱分析 2.氢原子在不同能级上的能量和相应的电子 ①定义：利用原子的 来鉴别物质和 轨道半径：E,= (n=1,2,3,…):r.=nr 确定物质的组成成分。 ②优点：灵敏度高。 (n=1,2,3,…),式中E=-13.6eV,r1= 2.氢原子光谱的实验规律和经典理论的困难 0.53×10"m。 (1)氢原子光谱的实验规律 3.氢原子的能级结构图 ①巴耳末公式：=R(一)水其中 EleV 0.54 3.4,5.) 085 5 ②意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢 31 原子的 的特征。 -13.6 (2)经典理论的困难 ①用经典电磁理论在解释原子的稳定性时 4,玻尔理论对氢光谱的解释 遇到了困难。 (1)解释巴耳末公式 ②用经典电磁理论在解释原子光谱是分立 ①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级 的线状谱时遇到了困难 时，辐射的光子的能量为hv= 二、玻尔原子理论的基本假设 ②巴耳末公式中的正整数n和2正好代表 1.玻尔原子模型 电子跃迁之前和之后所处的 的量 (1)原子中的电子在 引力的作用 子数n和2。并且理论上的计算和实验测 下，绕 做圆周运动。 量的 符合得很好。 (2)电子绕核运动的轨道是 的。 (2)解释氢原子光谱的不连续性 (3)电子在这些轨道上绕核的运动是 原子从较高的能级向低能级跃迁时放出的 的，不产生 光子的能量等于前后 。由 2.定态：当电子在不同的轨道上运动时，原子 于原子的能级是 的，所以放出的光 处于不同的状态，具有 的能量，即 子的能量也是 的。因此，原子的发 原子的能量是 的，这些量子化的能 射光谱只有一些分立的亮线。 量值叫作 ,原子具有确定能量的稳 5.玻尔理论的局限性 定状态，称为 。 能量最低的状态叫 (1)成功之处：玻尔的原子理论第一次将 作 ,其他的状态叫作 引入原子领域，提出了 3.跃迁：当电子从能量较高的定态轨道（其能 的概念，成功地解释了 光谱的实验 量记为E。) 到能量较低的定态轨 规律。 道（能量记为E,m<n)时，会 能 (2)局限性：保留了 的观念，仍然把 量为hy的光子(h是普朗克常量)，该光子 电子的运动看作经典力学描述下的 的能量hv= ,这个式子称为 运动 条件，又称 条件。 (3)电子云：原子中的电子没有确定的坐标值， 三，玻尔理论对氢光谱的解释 我们只能描述电子在某个位置出现 1.能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于 的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点 一系列不连续的能量状态。在每个状态中， 表示时，这种图像就像 一样，故称 原子的能量值都是确定的。 75 ◆高中物理·选择性必修第三册（人载版） 名自我诊断 (5)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误 时辐射的光子频率是相同的。 的画“×”)。 (6)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦 原子的光谱现象。 () (1)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质。 2.如图为氢原子的能级图，则电子处在n一4 轨道上比处在n=3轨道上离核的距离 (2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物 (选填“远”或“近”)。当大量氢原子处 质的组成成分。 () 在n=3的激发态时，由于跃迁所发射的谱 (3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以 线有 条。 刷V 取小数。 ( 0.85 (4)处于基态的原子是不稳定的，会自发地 -3.40 向其他能级跃迁，放出光子。 13.6 互动探究解疑难 要点归纳重难突破 要点一光谱 2问题导引 口探究升华 由于各种元素的原子结构不同，在光源 1.光谱的分类 的作用下都可以产生自己特征的光谱。如 定义：中发光体直接产生的光谱 果一个样品经过激发在感光板上有儿种元 产生条件：炽热的固体、液体和 素的谱线出现，就证明该样品中有这几种元 高压气体发光形成的 素。光谱分析十分突出的优点是一次可以 连光诣形式：连续分布，一切波长 的光都有 分析多种元素，精度、灵敏度高，且不需纯样 光线状 产生条件：稀薄气体发光 品，只需利用已知谱图，即可进行光谱定性 谱讲（原 形成的光辩 分析。如图甲所示为a、b、c、d四种元索的 了光 光浩形式：一些不连续的明线 线状谱，图乙是某矿物的线状谱。 谱) 组成，不同元素的叨 线光谱不同（又叫特 光 征光谐) 油 定义：连续谱中某些波长的光被物 乐败收后产生的光谱 L山 骏产生条什：炽热的白光通过溢度较白光 (1)通过光谱分析可以了解该矿物缺乏的是 华 低的体后，再色散形成的 什么元素？ 一光光谱形式：用分光镜规察时，见到连续 谱 谱背最上出现一些暗线（与 (2)请说出你的依据。 特征常线州对成) 2.太阳光谱 (1)太阳光谱的特点：在连续光谱的背景上 出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱。 76 第四章原子结构和波粒二象性 (2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜 C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱 色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向 上的暗线反映了高温物体的组成成分 地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收 D.同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗 它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发 线，由于光谱的不同，它们没有关系 射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗 1特别提醒川 了，这就形成了连续谱背景下的暗线。 对光谱分析的三点提醒 典例剖析 (1)光谱分析只能用线状谱和吸收光谱， [例1]利用光谱分析的方法能够鉴别物质 (2)光谱分析的方法是用白光照射被鉴定物质的 低压蒸气。 和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列 (3)吸歌光谱是由高温物体发出的白光通过低遇 说法正确的是 () 物减，某起波长的光被吸收后产生的光语。光谱在连 A,利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成 续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线欲谱的亮 成分 线一一对应，因而吸收光请中的暗线也是该无素原子 的特征谱线。 B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分 要点二 氢原子光谱的实验规律 口问题导引 3.其他谱线 如图所示为氢原子的光谱。 除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光 区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似 410.29 397.121434.17486.27 656.47Amm 的关系式。 典例剖析 H.H:Hy Ha 分 [例2]根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在 (1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？ 可见光范围内波长最长的2条谱线对应的 (2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长 ,它们的波长各是多少？氢原子光谱有什 具有什么规律？ 么特点？（结果保留1位小数，R=1.10× 10m1) 口探究升华 L.氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可 见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越 来越小，表现出明显的规律性。 川思维升华川 2.巴耳末公式 巴耳末公式的应用方法及注意问题 (1)巴耳末公式反映氢原子发光的规徐特征，不 (1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得 能描述其他原子。 (2)公式中？只能取整数，不能连续取值，因此波 到了下面的公式：员=R会一寻)m=34, 长也只是分立的值， (3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出 5,…),该公式称为巴耳末公式。 的，在紫外光区的请线也适用。 (2)公式中n只能取大于或等于3的整数， (4)应用时熟记公式，当？取不同值时求出一一对 应的波长入。 不能连续取值，波长是分立的值。 77 ◆高中物理·选择性必修第三册（人教版】 要点三 对玻尔原子理论的理解 问题导引 (3)激发态：除基态之外的其他能量状态称 按照经典理论，核外电子在库仑引力作 为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上 用下绕原子核做圆周运动。我们知道，库仑 运动。 引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕 (4)氢原子各能级的关系 原子核的运动与卫星绕地球的运动也一定 有某些相似之处，那么若将卫星一地球模型 E=E(E=-18.6ev.n=12,3… 缩小是否就可以变为电子一原子核模型呢？ 3.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 口探究升华 能量由这两种定态的能量差决定，即高能级 1.轨道量子化 发射光子=E,一E E. (1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些 吸收光子=EE低能级E。 分立的数值。 典例剖析 (2)在氢原子中，电子的最小轨道半径为 [例3]（多选）关于光子的发射和吸收过程， 1=0.053nm,其余轨道半径满足r。 下列说法正确的是 () 1,式中n称为量子数，对应不同的轨道， A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子， 只能取正整数。 放出光子的能量等于原子在始、末两个 2.能量量子化 能级的能量差 (1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态 B.原子不能从低能级向高能级跃迁 中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因 C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放 此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不 同的能量，所以原子的能量也是量子化的。 出光子后从较高能级跃迁到较低能级 (2)基态：原子中最低的能量状态称为基态， D.原子无论是吸收光子还是放出光子，吸 对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原 收的光子或放出的光子的能量恒等于 子基态能量E=一13.6eV。 始、末两个能级的能量差值 要点四 氢原子的跃迁规律 问题导引 ☑探究升华 如图所示是氢原子的能级图，一群处于 : 1.对能级图的理解 n一4的激发态的氢原子向低能级跃迁时能 辐射出多少种频率不同的光子？ EleV 0 0.85 -1.51 -3.4 -13.6 -13.6 氢子能级图 78 第四章原子结构和波粒二象性4 (1)能级图中n称为量子数，E代表氢原子的 故En=-ke 基态能量，即量子数=1时对应的能量，其值 E.-Ew+E=-k 2r 为一13.6eV。E代表电子在第n个轨道上运 (3)当电子的轨道半径增大时，库仑引力做 动时氢原子的能量。 负功，原子的电势能增大，反之电势能减小。 (2)作能级图时，能级横线间的距离和相应 电子在可能的轨道上绕核运动时，增大， 的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所 则E减小，E。增大，E增大：反之，r减小， 以量子数越大时能级越密，竖直线的箭头表 则E增大，E。减小，E减小，与卫星绕地球 示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的 运行相似。 大小，n=1是原子的基态，n→∞是原子电 典例剖析 离时对应的状态。 [例4门有一群氢原子处于量子数n=3的激 2.能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的， 发态，h=6.63×104J·S,当它们跃迁时： 它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几 (1)有可能放出几种能量的光子？ 次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量 (2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子 子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线 的波长最长？波长是多少？ 条数为N=nn,D=C。 2 3.光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时 以光子的形式放出能量，发射光子的频率由 下式决定。hv=E.一Em(Em、E.是始、末两 个能级能量且n>m),能级差越大，辐射光 子的频率就越高。 4.使原子能级跃迁的两种粒子一一光子与实 物粒子 (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其 光子的能量必须等于两能级的能量差，否则 不被吸收。不存在激发到”能级时能量有 余，而激发到+1时能量不足，则可激发到 川思维升华川 原子跃迁时需注意的几个问题 n能级的问题。 (1)注意一群原子和一个原子：氢原子核外只有 (2)原子还可吸收外来实物粒子（例如自由 一个电子，在某段时阿内，由某一轨道武迁到另一个 轨道时，只能出现所有可能情况中的一种，但是如 电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动 客器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁 能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子 时就会有各种情况出现。 的能量大于两能级的能量差值，就可使原子 (2)注意直接联迁与问接跃迁：原子从一种能量 状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接肤 发生能级跃迁。 迁，有时可能是间接跃迁。两种情况辐射或吸收光子 5.原子的能量及变化规律 的频率不同。 (1)原子中的能量：E,=Ekm十En。 (3)注念跃迁与电离：y=E,一E.只适用于光子 和愿子作用使原子在各定态之间既迁的情况，对于光 (2)氢原子中电子绕核运动时： 子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限 =m放=专m= 制。如基态氢原子的电离能为13.6eV,只要大于或 等于13.6eV的光子都能被基态的氢原子毁收而发生 电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生 的自由电子的动能越大。 79 ◆高中物理·选择性必修第三册（人载版） 随堂巩固促应用 验证反情迁移运用 1.(光谱)（多选）关于太阳的光谱，下列说法正 D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子 确的是 绕核做圆周运动的频率 A.太阳光谱为连续谱 4,(氢原子的跃迁规律)（多选）丹麦物理学家 B.太阳光谱为吸收光谱 玻尔第一次将量子观念引人到原子领域，提 C.研究太阳光谱，可以了解太阳大气层的 出了定态和跃迁的概念。如图为氢原子能 物质成分 级图，大量处于能级的氢原子，能辐射出 D.研究太阳光谱，可以了解地球大气层的 6种不同频率的光，下列说法正确的是 物质成分 ( 2.(氢原子光谱的实验规律)氢原子光谱的巴 EleV -0 耳末系中波长最长的光波的光子能量为 5 -0.54 4 0.85 B,其次为品，则哈为 -1.51 A. R引 D -3.40 3.(玻尔原子理论)（多选）玻尔在他提出的原 子模型中所做的假设有 1 -13.6 () A.原子处在具有一定能量的定态中，虽然 A.量子数n=4 电子做加速运动，但不向外辐射能量 B.量子数n=6 B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆 C.辐射出的6种不同频率的光子中能量最 轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨 大为10.2eV 道的分布是不连续的 D.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实 验规律 C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时， 辐射（或吸收）一定频率的光子 提示请完成《素能提升训练)训练十四 5.粒子的波动性和量子力学的建立 学习目标 1.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。 2寒耀A=分的含义及应用。 3.了解量子力学的建立及应用 自主学习探新知 慄前预习双基落实 一、粒子的波动性 3.物质波的频率：= 1.德布罗意波：每一个 的粒子都与一 二、物质波的实验验证 个对应的波相联系，这种与 相联系 1.实验探究思路： 、衍射是波特有的 的波称为德布罗意波，也叫作 现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定 2.物质波的波长：λ 条件下，也应该发生 或衍射现象。 80靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽 略，故 A错误，B正确；原子核非常小，绝大多数粒子经过 时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α 粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D正确。 要点三——[问题导引] 提示(1)卢瑟福的核式结构模型是比汤姆孙的“枣糕” 模型更科学的模型，但不是最科学的模型，随着人们认 知水平的不断提高，原子结构模型也在不断更新。 (2)原子核的半径数量级为10-1?m,原子的半径数量级 为10-10m,原子核的半径只相当于原子半径的10=?,故 原子内部绝大部分是空的。 [典例剖析] [例3] ABC 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，提出了关于原子的核式结 构学说，并估算出原子核半径的数量级为10-15m,原子 半径的数量级为10-10m,原子半径是原子核半径的十 万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电 子由于受到带正电的原子核的吸引而绕核旋转，所以 A、B、C正确，D错误。 [针对训练] 3.A 卢瑟福提出原子的核式结构模型是在α粒子散射 实验基础上建立的。 【随堂巩固促应用】 1.AC 阴极射线在电场、磁场中的偏转情况说明阴极射线 带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多，故 A、C正确。 2.CD α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方 向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；离原子 核越近，α粒子受到的斥力越大，偏转越大，C、D正确。 3.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，叫作原子核，原子的全部正电 荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在 核外空间绕着核旋转，由此可见，B错误，A、C、D正确。 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型 【自主学习探新知】 一、1.(1)波长 波长(2)①亮线 ②光带 ③线状谱 不同 特征(3)特征谱线 2.(1)线状光谱 二、1.(1)库仑 原子核(2)量子化(3)稳定 电磁辐射 2.不同 量子化 能级 定态 基态 激发态 3.跃迁 放出 E-E。频率 辐射 三、4.(1)①E-Em②定态轨道 里德伯常量 (2)两个能级之差 分立 分立 5.(1)量子观念 定态和跃迁 氢原子 (2)经典粒子 轨道 (3)概率 云雾 电子云 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)×(4)× (5)×(6)× 2.远 3 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示(1)b元素、d元素。 (2)依据：由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行 对照，b元素和d元素的谱线在该线状谱中不存在。 [典例剖析] [例1] B 高温物体的光谱包括了各种频率的光，与 其组成成分无关，A错误；某种物质发射的线状谱中的 亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线 与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 正确；高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被 吸收而形成暗线，这些暗线与光通过的物质有关，C错 误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时 它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收 光谱中的暗线相对应，D错误。 要点二——[问题导引] 提示(1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小。 (2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式： x=R(2-)(n=3,4,5,⋯)。 [典例剖析] [例2] [解析] 能够引起人的视觉的可见光波长范围 A=R(1-)(n=为400～700 nm。根据巴耳末公式- 3,4,5,⋯)计算时应注意其波长值必须在可见光范围内。 由巴耳末公式六=R(2-)知， 当 n=3和4 时对应波长较长。 1=1.10×10×(2-n), 所以n?=3时，λ?≈654.5 nm(λ?在可见光范围内); A=1.10×10×(1-),所以n?=4时， λ?≈484.8 nm(λ?在可见光范围内)。 氢原子在可见光范围内的谱线为不连续的明线。 [答案] 654.5 nm 484.8 nm 光谱特点见解析 要点三——[问题导引] 提示 不可以。在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是 某些分立的数值，而卫星的轨道半径可按需要任意取值。 [典例剖析] [例3] CD 由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发 态不稳定，可自发地向低能级跃迁，以光子的形式放出 能量，光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光 子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光 子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即 hv =E,-E(m<n),故 C、D正确。 要点四——[问题导引] 提示 氢原子能级跃迁图如图所示。从图中可以看出 能辐射出6种频率不同的光子，它们分别是 n=4→n= 3,n=4→n=2,n=4→n=1,n=3→n=2,n=3→n=1, n=2→n=1。 EIev -0.85 n 8寸 3 -1.51 2 -3.4 1 --13.6 [典例剖析] [例4] [解析](1)一群n=3的氢原子由激发态向低 能级跃迁能放出C3=3种能量的光子。 (2)上述三种跃迁辐射中，由n=3→n=2 的跃迁能级差 最小，辐射的光子能量最小，波长最长。 由氢原子能级图知 E?=-3.4 eV,E?=-1.51 eV。 hy=E?-E?, 由v=一可得λ=E-E?=6.689×1.6××10°m= 6.58×10-?m。 [答案](1)3 (2)n=3→n=2的跃迁 6.58×10-?m 13 【随堂巩固促应用】 1.BC 太阳光谱是吸收光谱，太阳光通过太阳大气层后， 被太阳大气层中物质吸收后形成的光谱，而吸收光谱的 谱线与这种元素的线状谱是对应的，因此分析吸收光 谱，也可了解物质的组成。故A、D错误，B、C正确。=2.A 由x=R(2-)得当n=3 时，波长最长， R(2-),当n=4时，波长次之，1=R(2-4), A-20,由E=h÷得骨一-2。解得 3.ABC A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是 原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是 “量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不 同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。 电子跃迁辐射的能量为hv=E,-Em,与电子绕核的圆 周运动无关，故 D错误。 4.AD 大量处于 n 能级的氢原子，能辐射出6种不同频 率的光，根据C2=6,可知量子数 n=4,A正确，B错误； 辐射出的6种不同频率的光子中最大能量 Emax=E?一 E?=—0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,C错误；玻 尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，D正确。 5.粒子的波动性和量子力学的建立 【自主学习探新知】 p一、1.运动 实物粒子 物质波 2. h3. 二、1.干涉 干涉 2.电子束 电子 电子 3.波动性 三、1.氢原子理论 矩阵力学 2.薛定谔方程 3.波动力学 矩阵力学 4.微观世界 量子力学 5.(1)核物理 粒子物理(2)原子、分子物理(3)固 体物理 自我诊断 1.(1)√ (2)×(3)× (4)√ 2.1.66×10-3 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示(1)①普朗克能量子假说和爱因斯坦光子理论。 ②电子束具有波动性。 (2)波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子 都存在波动性，宏观物体(汽车)也存在波动性，只是因 为宏观物体质量大，动量大，波长短，难以观测。 [典例剖析] [例1] [解析] 直接利用德布罗意关系式进行计算。 (1)炮弹的德布罗意波长： a=b?=mn,=65.0×200“m=6.63×10-”m。 (2)它以光速运动时的德布罗意波长： a=h?-?-6.6×3×10m=4.42×10-0m。 (3)由λ=p=m得， 0-m=5.0×400×10-9m/s=3.315×10-m/s。 [答案](1)6.63×10-m(2)4.42×10-?3m (3)3.315×10-2?m/s [针对训练] 1.AC 据物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电 子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种 波就叫物质波，A 正确；由于X射线本身就是一种波， 而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物 质波理论的正确性，B错误；电子是一种实物粒子，电子 的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C正 确；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔 后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔 后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现 出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是 波，都会发生干涉、衍射现象，故 D错误。 要点二——[问题导引] 提示 这就表明，微观世界的物理规律和宏观世界的物 理定律可能存在巨大的差别，人们需要建立描述微观世 界的物理理论。 [典例剖析] [例2] AD 由已学知识可知A正确，B错误；量子力 学是在早期量子论基础上建立的，C错误；量子力学能 够解决微观世界的物理问题，D正确。 [针对训练] 2.B 丹麦物理学家玻尔意识到经典物理在解释原子结 构方面的困难，在1913年第一次将量子观念引入了原 子领域，提出了定态和跃迁的概念，A、C错误；爱因斯 坦在1905年发表了《关于光的产生和转化的一个试探 性观点》一文，提出了光本身就是由一个个不可分割的 能量子组成的，即光是由光子组成，并且总结出了爱因 斯坦光电效应方程，B正确；德布罗意把光的波粒二象 性推广到了实物粒子，预言了实物粒子也具有波的特 性，D错误。 【随堂巩固促应用】 1.C 根据德布罗意波的波长公式λ=势可知，如果电子 的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子一定具有相 同的动量，故C正确。 2.BD 一切运动的物体都有一种波与它相对应，所以宏 观物体也具有波动性，选项 A错误，B正确；物质波的波 长与其动量成反比，因为宏观物体的动量较大，所以其 波长非常短，不易观察到其衍射现象，选项C错误；速度 相同的质子和电子，电子的质量较小，动量较小，物质波 的波长较长，故波动性明显，D正确。 3.C 由题意可知，亮条纹是电子到达概率大的地方，暗 条纹是粒子到达的概率小，故 A 正确；电子是实物粒 子，能发生衍射现象，该实验说明物质波理论是正确的， 不能说明光子的波动性，故 B、D正确，C错误。 4.C 设加速后的速度为 v,根据动能定理可得 qU= m2,所以o=√m?,由德布罗意波长公式可得λ= m√2u2m?,故 C正确。 第五章 原子核 1.原子核的组成 【自主学习探新知】 一、1.射线 2.射线 3.放射性 4.83 83 5.(1)贝克勒尔 二、1.正电 负电 2.氦原子 3.电子 4.电磁波 三、1.质子 质子 2.中子 中子 原子核 3.质子 中子 核子 4.质子数 质子数 5.质子数 中子数 原子核 同一位置 自我诊断 1.(1)×(2)×(3)√(4)× (5)√ (6)× 2.(1)B(2)180 (3)相同 14