5.1 原子结构 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦原子结构，系统呈现电子发现、原子核式结构、氢原子光谱及玻尔能级理论，以“组成物质的最小微粒”设问导入，结合近代科学原子论，搭建从经典原子论到现代模型的学习支架，引导学生逐步深入认知。 其亮点是以科学史为主线，通过模型建构（汤姆孙枣糕模型到卢瑟福核式结构）和科学推理（α粒子散射实验现象分析）培养科学思维，结合课堂练习和能级跃迁例题，帮助学生理解能量量子化，提升物理观念，教师使用可系统呈现知识脉络，提高教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第三册课件 第五章 原子与原子核 第一节 原子的结构 ( 2课时） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第一节 原子的结构 探究新知 2、原子核式结构的提出 1、电子的发现 5、总结与练习 4、原子的能级结构 3、氢原子光谱 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 近代科学原子论（19世纪） 什么是原子？ 2.原子模型：原子是坚实的，不可再分的实心球。 1.一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成 ---组成物质的最小微粒 新课引入 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢？ 这种射线称为阴极射线。对这种射线本质的认识有两种观点：一种观点认为，它是一种电磁辐射；另一种观点认为，它是带电微粒。 一.电子的发现 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 19世纪，对阴极射线本质的认识有两种观点 认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射,代表人物赫兹 认为阴极射线是带电微粒,代表人物J.J.汤姆孙  赫兹 德国 汤姆孙 英国 如何用实验判断哪一种观点正确呢？ 一.电子的发现 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场，观察它是否偏转? 如果阴极射线发生了偏转，那么阴极射线就是在电场力或洛伦兹力的作用下偏转的，说明阴极射线的本质是带电粒子流。 如果阴极射线没有发生偏转，表示阴极射线不带电，说明阴极射线的本质是电磁波 汤姆孙对阴极射线等现象的研究中发现了电子,从而敲开了原子的大门。阴极射线是电子流。电子是比原子更基本的物质单元，是原子的组成部分。 1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式宣布发现电子. 一.电子的发现 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。既然电子是带负电的，质量又很小，那么，原子中一定还有带正电的部分，它具有大部分的原子质量。原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？ 思考与讨论 问题：原子的内部结构是怎样的？ 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.汤姆孙的“枣糕”模型 / “葡萄干布丁模型” “枣糕”模型： 原子是个球体， 正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。 J.J汤姆孙 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.卢瑟福α粒子散射实验：1909年汤姆孙的学生卢瑟福建议其学生兼助手盖革和马斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。通过探测屏或者显微镜观察某一时间内向某一方向散射的α粒子数。 卢瑟福 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 9 α粒子散射实验现象： (1)绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进； (2)少数α粒子（约占1/8000 ）发生了较大的偏转； (3)极少数α粒子的偏转超过了90°，个别α粒子甚至几乎被撞了回来。 （约占1/20000） 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。 (1)原子核：原子中心有一个很小的核，集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量。 (2)带负电的电子在核外空间绕着核旋转。 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 (1)α 粒子穿过金属箔片的过程中受到金属原子核的库仑斥力。 (2)由于原子核相当小，大部分 α 粒子离原子核较远，受到的库仑斥力很弱，因而运动方向的改变就很小； (3)只有当α粒子十分接近原子核时，才会受到很强的库仑斥力作用而发生大角度散射。 4.原子核式结构可以很好解释α粒子散射实验： 二.原子核式结构的提出 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 《金版学案》P70--1．(多选)关于电子的发现，下列说法正确的是(　　) A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 B．电子的发现，说明原子具有一定的结构 C．在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒 D．电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分 BCD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P72--【典例2】　卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋．铅能够很好地吸收α粒子，使得α粒子只能从小孔射出，形成一束很细的射线射到金箔上，最后打在荧光屏上从而产生闪烁的光点．下列说法正确的是(　 　) A．α粒子碰撞到了电子会反向弹回 B．绝大多数α粒子发生了大角度偏转 C．该实验为汤姆孙的“枣糕模型”奠定了基础 D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子核上 课堂练习 D 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P72--3．如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等(　 　) A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了核式结构模型 B.大多数α粒子几乎沿原方向返回 C．从a经过b运动到c的过程中，α粒子的电势能一直增大 D．α粒子经过a、b两点时动能相等 课后作业： 完成《课时评价作业》P22 1、2、6、7 《金版学案》P71 2 课堂练习 A 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 回顾科学家对原子结构的认识: 原子不可割 汤姆孙发现电子 汤姆孙的枣糕模型 卢瑟福α粒子散射实验 核式结构模型 否定 建立 否定 建立 是否完美？ 枣糕模型或葡萄干模型 原子核式结构 原子能级理论 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 观察原子光谱 某种原子的气体通电后可以发出并产生固定不变的光谱，这种光谱被称为原子光谱。每种原子都有自己的特征光谱 原子光谱：线状光谱 但经典的电磁理论认为，光谱是连续的 三.氢原子光谱 卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释α粒子散射实验的现象,但对原子光谱的解释却出现了问题，与经典的电磁理论发生了矛盾。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 经典理论的解释困难: 矛盾二：无法解释原子的稳定性 矛盾一：无法解释原子光谱的分立性 核外电子绕核运动 辐射电磁波 事实上：辐射电磁波频率只是某些确定值 电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上： 原子是稳定的 连续光谱 三.氢原子光谱 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 玻尔了解到卢瑟福的原子模型所遇到的困难，他认为产生困难的原因不在于模型本身，而在于经典理论。 在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦光子说的启发下，玻尔大胆提出自己的原子理论。 玻尔原子理论的三个基本假设 1.轨道量子化（定轨）假设 2.能量量子化（定态）假设 3.跃迁假设 玻尔，丹麦物理学家（1885-1962），1922获得诺贝尔物理学奖 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.轨道量子化假设(定轨) 电子绕原子核运动的轨道半径是分立，电子只能在某些特定的轨道上运动。 即电子轨道是量子化的。  四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 轨道半径 r 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.能量量子化假设（定态） （1）当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量，这些分立的能量值称为能级 （2）原子中这些具有特定能量的稳定状态，称为定态。 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论假说 量子数：按能级由低到高为1、2、3…n(n为整数)  能级：氢原子各能级可表示为:E1、E2、E3 ... En 基态(E1 )：能量最低的状态(离核最近)，最稳定 n=∞ 激发态(E2 – En ) ：其他较高级的能量状态,不稳定 定态 激发态 基态 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.跃迁假设（频率条件) 跃迁：原子从一个能级变化到另一个能级的过程称为跃迁。 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 处于高能级的原子会自发向低能级跃迁： 原子从高能级跃迁到低能级的过程会辐射一定频率的光子 反之，原子从低能级跃迁到高能级则要吸收一定频率的光子 辐射或吸收光子的能量（频率）由这两个能级的能量差值决定， 即： 吸收光子(单击) 放出光子(单击) En Em 低能级（En） 电子吸收特定频率的光子， 或者受到其它粒子的轰击。 原子辐射特定频率的光子 跃 迁 高能级（Em） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 n=∞ 轨道与能级相对应 4.氢原子的能级示意图 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 轨道半径公式 能级公式 r1=0.53×10-10m 选取电子处于无穷远处时氢原子的能量为零，则氢原子各能级的能量为负值 氢原子在基态时的能量为-13.6 eV 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 书本例题： 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 一群氢原子跃迁辐射光子频率种类计算公式： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一个 课后作业： 完成《金版学案》P75的题目 一个氢原子跃迁辐射光子频率种类计算公式： 四.原子的能级结构 玻尔的原子理论 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1．用能量为12.75eV的光子去激发处于基态的一群氢原子，受激发后的氢原子向低能级跃迁时可以放出几种频率的光子（　　） A．12种 B．6种 C．5种 D．3种 B 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.(多选)氢原子各个能级的能量如图所示，大量氢原子由n＝1能级跃迁到n＝4能级，在它回到n＝1能级过程中，下列说法中正确的是(　 　) A.可能激发出频率不同的光子只有6种 B.可能激发出频率不同的光子只有3种 C.可能激发出的光子的最大能量为12.75 eV D.可能激发出的光子的最大能量为0.66 eV AC 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.6.100 Lavf56.15.102 $