1、章末总结一、对 粒子散射实验及核式结构模型的理解1实验结果： 粒子穿过金箔后，绝大多数 粒子仍沿原来的方向前进；少数 粒子有较大角度的偏转；极少数 粒子的偏转角度超过 90，有的甚至被弹回，偏转角达到 180.2核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运动3原子核的组成与尺度(1)原子核的组成：由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数(2)原子核的大小：实验确定的原子核半径的数量级为 1015 m，而原子的半径的数量级是1010 m，因而原子内部十分“ 空旷” 例 1 ( 多选)关于 粒子散射实验现象的分析，下列说法正确
2、的是( )A绝大多数 粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使 粒子受力平衡B绝大多数 粒子沿原方向运动，说明这些 粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大部分空间是空的C极少数 粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比 粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D极少数 粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对 粒子的吸引力很大答案 BC二、玻尔氢原子理论1氢原子的半径公式rnn 2r1(n1,2,3，)，其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，r 10.5310 10 m.2氢原子的能级公式氢原子的能级公式：E n E1(n1,2,3，) ，其中 E1 为基态能量，E 113.6eV.1n
3、23氢原子的能级图(如图 1 所示 )图 1(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态(2)横线左端的数字“1,2,3，”表示量子数，右端的数字 “13.6，3.4，”表示氢原子的能级(3)相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为hE m En(mn)例 2 如图 2 为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )图 2A从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出电磁波的波长长B从 n5 能级跃迁到 n1 能级比从 n5 能级跃迁到 n4 能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能
4、级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量答案 A解析 氢原子从高能级跃迁到低能级辐射一定频率的光子E mE nh，能级差值越大，辐射光子的频率越大，波长越短，E 4E 3E 3E 2，A 项正确；辐射出的电磁波速度一样大，B 项错误；处在不同能级时，核外电子出现的概率不一样，C 项错误；氢原子由高能级向低能级跃迁时氢原子一定放出能量，而不是氢原子核，D 项错误例 3 ( 多选)如图 3 所示是氢原子能级示意图的一部分，则下列说法正确的是( )图 3A用波长为 600nm 的 X 射线照射，可以使稳定的氢原子电离B用能量是 10.2eV 的光子可以
5、激发处于基态的氢原子C用能量是 2.5eV 的光子入射，可以使基态的氢原子激发D用能量是 11.0eV 的外来电子，可以使处于基态的氢原子激发答案 BD解 析 “稳 定 的 氢 原 子 ”指 处 于 基 态 的 氢 原 子 ， 要 使 其 电 离 ， 光 子 的 能 量 必 须 大 于 或 等于 13.6 eV， 而 波 长 为 600 nm 的 X 射 线 的 能 量 为 E h 6.6310 34ceV2.07 eV13.6 eV，A 错误因 EE 2E 1(3.4 eV)3. 0 108600 10 9 1. 6 10 19(13.6 eV)10.2 eV，故 10.2 eV 的光子可以
6、使氢原子从基态跃迁到 n2 的激发态，B正确；2.5 eV 的光子能量不等于任何其他能级与基态的能级差，因此不能使氢原子发生跃迁，C 错误；外来电子可以将 10.2 eV 的能量传递给氢原子，使它激发，外来电子还剩余11.0 eV10.2 eV 0.8 eV 的能量，D 正确使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子：(1)原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级间的能量差，否则不被吸收不存在激发到 n 能级时能量有余，而激发到 n1 时能量不足，则可激发到 n 能级的问题；(2)原子还可吸收外来实物粒子( 例如：自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收，所
7、以只要入射粒子的能量大于两能级间的能量差，就可使原子发生能级跃迁1(对核式结构模型的理解)在 粒子散射实验中，当 粒子最接近金原子核时，下列说法正确的是( )A动能最小B电势能最小C 粒子和金原子核组成的系统的能量最小D加速度最小答案 A解析 在 粒子散射实验中，当 粒子接近金原子核时，金原子核对 粒子的作用力是斥力，对 粒子做负功，电势能增加，动能减小，当 粒子离金原子核最近时，它们之间的库仑力最大， 粒子的加速度最大、动能最小由于受到的金原子核外电子的作用相对较小，与金原子核对 粒子的库仑力相比，可以忽略，因此只有库仑力做功，所以机械能和电势能整体上是守恒的，故系统的能量可以认为不变综上所
8、述，正确选项应为 A.2(对氢原子能级跃迁的理解) 如图 4 所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )图 4A13.6eV B12.09eVC10.2eV D3.4eV答案 B解析 受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，说明激发的氢原子处于第 3 能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为 EE 3E 112.09eV ，故 B 正确3(原子的能级跃迁和电离问题)( 多选)如图 5 所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为 1.623.11eV，镁板的逸出功为 5.
9、9eV，以下说法正确的是( )图 5A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象B用能量为 11.0eV 的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态C处于 n2 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离D处于 n4 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离答案 BD解析 能让镁板产生光电效应，入射光子的能量要大于或等于镁板的逸出功 5.9eV，由能级图可知，从 n2 跃迁到 n1 所释放光子的能量为 10.2eV，大于 5.9eV，选项 A 错误；由于电子的能量 11.0eV 大于 10.2eV，可使基态的氢原子跃迁到 n2 的能级
10、上，选项 B 正确；紫外线光子的能量是大于 3.11eV 的能量，欲让处于 n2 能级的氢原子电离，至少需要吸收 3.4eV 的能量，故不能吸收任意频率的紫外线使氢原子电离，选项 C 错误；欲让处于 n4 能级的氢原子电离，至少需要吸收 0.85eV 的能量，小于 3.11eV，选项 D 正确4(氢原子的能级跃迁)(2017江苏三模)已知氢原子基态能量为 E1，激发态能量为En (n2,3，)，普朗克常量为 h，光速为 c，则氢原子从 n4 向 n2 跃迁时发出光E1n2的波长为；若此光恰好使某金属产生光电效应，一群处于 n4 能级的氢原子发出的光中，共有种频率的光能使该金属产生光电效应答案
11、416hc3E1解析 氢原子从 n4 能级跃迁到 n2 能级时，放出的光子的能量为 hE 4E 2，则频率 ，该光的波长： ；一群处于 n4 能级的氢原子，E4 E2h E142 E122h 3E116h c 16hc3E1当它们向低能级跃迁时所释放的光子中，还有 n4n1，n3n1，n2n1 的光子能量大于从 n4 向 n2 跃迁时放出的光子的能量，即大于该金属的逸出功，则上述各种频率的光子中使该金属产生光电效应的光子共有 4 种5(氢原子的能级跃迁)一群氢原子处于量子数 n4 的能级状态，氢原子的能级图如图 6所示，则：图 6(1)氢原子可能发射几种频率的光子？(2)氢原子由 n4 能级跃迁到 n2 能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？金属 铯 钙 镁 钛逸出功 W0/eV 1.9 2.7 3.7 4.1答案 (1)6 种 (2)2.55eV (3)铯 0.65eV解析 (1)可能发射 6 种频率的光子(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 EE 4E 2，代入数据得 E2.55eV.(3)E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 EkmEW 0代入数据得，E km0.65eV.
