2008高考江苏地区高三物理复习教案第十四章 原子物理.doc

-5-2008高考物理复习教案第十四章原子物理一、原子模型1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子使人们认识到原子有复杂结构。2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核叫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里带负电的电子在核外空间运动。氢原子的能级图nE/eV∞01-13.62-3.43-1.514-0.853E1E2E3由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。3.玻尔模型（引入量子理论量子化就是不连续性整数n叫量子数。）⑴玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化rn=n2r1r1=0.53×10-10m②能量量子化：E1=-13.6eV③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子也可能是由于碰撞（用加热的方法使分子热运动加剧分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态可以吸收E≥13.6eV的任何光子所吸收的能量除用于电离外都转化为电离出去的电子的动能）。⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化）玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等）所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。例1.用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3由此可知开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν1+ν2+ν3)以上表示式中A.只有①③正确B.只有②正确321ν3ν2ν1C.只有②③正确D.只有④正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有hν3=E3-E1hν1=E3-E2hν2=E2-E1可见hν3=hν1+hν2=h(ν1+ν2)所以照射光子能量可以表示为②或③答案选C。4.光谱和光谱分析⑴炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。⑵稀薄气体发光形成线状谱（又叫明线光谱、原子光谱）。根据玻尔理论不同原子的结构不同能级不同可能辐射的光子就有不同的波长。所以每种原子都有自己特定的线状谱因此这些谱线也叫元素的特征谱线。根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成这种方法叫做光谱分析。这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。只要某种元素在物质中的含量达到10-10g就可以从光谱中发现它的特征谱线。二、天然放射现象1.天然放射现象天然放射现象的发现使人们认识到原子核也有复杂结构。2.各种放射线的性质比较种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强穿几mm铝板γ射线光子001最弱最强穿几cm铅版βγααγβ⑴⑵⑶O三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：如⑴、⑵图所示在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点则β必打在O点下方；如果β也打在O点则α必打在O点下方。Aabc例2.如图所示铅盒A中装有天然放射性物质放射线从其右端小孔中水平向右射出在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场则下列说法中正确的有A.打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场则屏上的亮斑可能只剩下b解：由左手定则可知粒子向右