江苏高三物理总复习教案：第十三章第3课时原子与原子核 氢原子光谱

第3课时 原子与原子核 氢原子光谱 考纲解读 1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识.4.会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题．

1．[原子核式结构模型的理解]下列说法正确的是 ( )

A．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型

B．卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转

C．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

D．卢瑟福提出了原子核式结构模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因

答案 BCD

2．[玻尔原子结构模型的理解]根据玻尔理论，下列说法正确的是 ( )

A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波

B．处于定态的原子，其电子绕核运动，但它并不向外辐射能量 C．原子内电子的可能轨道是不连续的

D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差

答案 BCD

解析 根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，故A错误，B正确．玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，C正确．原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一定频率的光子，光子能量取决于两个轨道的能量差，故D正确． 3．[光谱与光谱分析]对于原子光谱，下列说法正确的是 ( )

A．原子光谱是不连续的

B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的

C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同

D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 答案 ACD

解析 原子光谱为线状谱，选项A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故选项B错误，选项C正确；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质的组成，选项D正确．

4．[原子核衰变的理解]下列说法正确的是 ( )

A．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线

232B. 90Th经过一系列α和β衰变，成为208 82Pb，铅核比钍核少12

个中子

C．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长 D．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 答案 A

一、原子的核式结构 1．α粒子散射实验的结果

绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图1所示．

图1

2．卢瑟福的原子核式结构模型

在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转． 二、玻尔理论

1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状

态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． 2．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，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝

Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)

3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续

的．

4．氢原子的能级、能级公式

(1)氢原子的能级图(如图2所示)

图2

(2)氢原子的能级和轨道半径

①氢原子的能级公式：En＝2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能

1

n量，其数值为

E1＝－13.6 eV.

②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m. 三、天然放射现象、原子核的组成 1．天然放射现象

(1)天然放射现象

元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构． (2)放射性和放射性元素 物质发射射线的性质叫放射性． 具有放射性的元素叫放射性元素． 2．原子核

(1)原子核的组成

①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子． ②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．

③X元素原子核的符号为AZX，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．

(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质． 3．三种射线的比较

种类 组成 带电荷量 4mp 质量 (mp＝1.67× 10－27 kg) 符号 速度 在电磁 场中 42α射线 β射线 γ射线 高速氦核高速电子光子流(高频 流 2e 流 －e 电磁波) 0 mp1 836 0－1 静止质量为零 He e γ 0.1c 偏转 0.99c 与α射线 反向偏转 c 不偏转 较强，穿最强，穿透几 贯穿本领 最弱，用 纸能挡住 透几 厘米的铅板和 毫米的铝几十厘米厚的 板 混凝土

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