课件43张PPT。1 电子的发现1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷.
2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学思想，领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.重点：1.了解阴极射线演示实验的器材结构，并认识实验现
象和理解实验原理.
2.发现电子的探究方法.
难点：领悟汤姆孙探究问题的方法，培养自己的洞察力.一、阴极射线
1.实验装置：真空玻璃管、______、阳极和感应圈.
2.实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上
发出____ (A.阴极射线 B.荧光).
3.阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击
而引起的，这种射线命名为_________.阴极B阴极射线【判一判】
(1)阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的.( )
(2)阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光.( )
提示：(1)阴极射线由阴极发出，(1)错.
(2)玻璃受到阴极射线的撞击会产生荧光效应,(2)正确.二、电子的发现
1.实验现象
英国物理学家_______使用气体放电管对阴极射线进行了一系
列实验研究.
(1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据______现象,证明它
是___(A.带正电 B.带负电)的粒子流并求出其比荷.
(2)换用_________的阴极做实验,所得______的数值都相同,是
氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有
成分.汤姆孙偏转B不同材料比荷2.电子
(1)组成阴极射线的粒子称为______.
(2)密立根“油滴实验”结论电子→电性：______
→电量：__________________，与
________带电量相同
→质量：__________________
→质子与电子的质量比
=1 836阴极射线组成
成分电
子_____负电e=1.602×10-19 C氢离子m=9.1×10-31 kg【想一想】汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？
提示：汤姆孙通过气体放电管研究阴极射线的径迹,未加电场时，射线不偏转，施加电场后，射线向偏转电场的正极板方向偏转，由此确定阴极射线是带负电的粒子. 探究电子发现的历程
【探究导引】如图是汤姆孙气体放电管示意图，思考以下问题:
(1)阴极射线是如何发现的？
(2)阴极射线带什么样的电荷？
(3)汤姆孙怎样对阴极射线进行研究而发现了电子？【要点整合】
1.
2.德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线.
3.猜想
(1)阴极射线是一种电磁辐射.
(2)阴极射线是带电微粒.真空玻璃管两极
加上高电压玻璃管壁上
发出荧光4.英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转.5.密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量.【特别提醒】(1)注意阴极射线和X射线的区别.阴极射线是电子流，X射线是电磁辐射.
(2)由阴极射线在电场、磁场中的偏转可确定射线由带负电的粒子组成.【典例1】阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图所示.若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )
A.平行于纸面向下 B.平行于纸面向上
C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向里阴极射
线带负电 【解题流程】【规范解答】选C.由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线运动方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确.【互动探究】(1)例题中如果通过施加电场来实现射线向上偏转，所加电场的方向应为( )
(2)通过磁场或电场使射线发生偏转后，其电子的速度大小发生了怎样的变化？【解析】(1)选A.使电子向上偏转，电子所受电场力方向向上，由此可知，所加电场方向应平行于纸面向下.
(2)当通过磁场使电子偏转时，电子受到洛伦兹力做圆周运动，而洛伦兹力总与电子速度方向垂直,故不做功，因此电子的速度大小不变；当通过电场使电子偏转时，则是电子沿电场力方向加速运动，电场力做正功，故电子速度变大.
答案:(1)A (2)通过磁场时不变，通过电场时变大【变式备选】(2012·南京高二检测)关于阴极射线的实质，下列说法正确的是( )
A.阴极射线实质是氢原子 B.阴极射线实质是电磁波
C.阴极射线实质是电子 D.阴极射线实质是X射线
【解析】选C.阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X射线，都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的. 带电粒子比荷的测定
【探究导引】
如图是电视机显像管的示意图，思考以下问题:
(1)电子在偏转线圈产生的磁场中受什么力作用？怎样确定力的方向？
(2)电子在磁场中的运动符合什么运动规律？【要点整合】
1.让粒子通过相互垂直的电磁场(如图)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛=F电(Bqv=qE)，得到粒子的运动速度
2.撤去电场(如图)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即
根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.
3.由以上两式确定粒子的比荷表达式：【特别提醒】(1)利用磁偏转测比荷，由
只需知道磁感应强度B、带电粒子的速度v和偏转半径r即可.
(2)利用电偏转测比荷，偏转量
所以在偏转电场U、d、L已知时，只需测量v和y即可.【典例2】(2012·海口高二检测)带电粒子的比荷 是一个重
要的物理量.某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场
和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷,实验装置
如图所示.其中两正对极板M1、M2之间的距离为d，极板长度为
L. (1)他们的主要实验步骤如下：
A.首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点;
B.在M1、M2两极板间加合适的电场；加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U，请问本步骤的目的是什么？C.保持步骤B中的电压U不变，对M1、M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的方向如何？ (2)根据上述实验步骤，同学们正确地推算出电子的比荷与外
加电场、磁场及其他相关量的关系为 一位同学说，
这表明电子的比荷大小将由外加电压决定，外加电压越大则电
子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么? 【思路点拨】(1)当两板间加上合适的电场时，恰好看不见亮
点，则电子在电场中的偏转量为 d.
(2)再加大小、方向合适的磁场，洛伦兹力和电场力大小相
等，方向相反，则亮点在荧光屏中心.可以根据左手定则确定
磁场方向.
(3)电子的比荷由电子本身决定，与外加电压无关. 【规范解答】(1)步骤B中电子在M1、M2两极板间做类平抛运动，
当增大两极板间电压时，电子在两极板间的偏转位移增大.
当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M2靠近荧光
屏端的边缘，则
①
由此可以看出这一步的目的是使粒子在电场中的偏转位移成为
已知量，就可以表示出比荷.步骤C加上磁场后电子不偏转，电
场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁
场方向垂直于纸面向外. (2)由电场力等于洛伦兹力得 =Bqv
解得 ②
将②式代入①式得 ③
可以看出当U增大时，B必定也要增大，即 的比值不会变
化，且电子的比荷是由电子本身的性质决定的，是电子的固有
参数，因此他的说法不正确. 答案:(1)步骤B中使电子刚好打在下极板M2靠近荧光屏端的边
缘，利用已知量表示 步骤C中磁场方向垂直纸面向外
(2)不正确，原因见规范解答【总结提升】巧妙运用电磁场测定电子比荷
(1)当电子在复合场中做匀速直线运动时,qE=qvB,可以测出电
子速度大小.
(2)当电子在磁场中偏转时， 测出圆周运动半径，即
可确定比荷
(3)当电子在匀强电场中偏转时, 测出电场中
的偏转量也可以确定比荷. 【变式训练】汤姆孙1897年用阴极射线管测
量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，
其实验原理如图所示.电子流平行于极板射
入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂
直纸面向里的匀强磁场B时，电子流不会发生偏转；极板间只
存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器
时的偏转角θ= rad.已知极板长L=3.0×10-2 m,电场强度大
小为E=1.5×104 V/m，磁感应强度大小为B=5.0×10-4 T.求电
子比荷. 【解析】无偏转时，洛伦兹力和电场力
平衡，则eE=evB
只存在磁场时，有evB= ，由几何关
系
偏转角很小时，r≈
联立上述各式并代入数据得电子的比荷
=1.3×1011 C/kg
答案:1.3×1011 C/kg 【温馨提示】电子的发现使人们对物质结构的认识更进一步，近几年高考命题注重科学探究思想方法的考查，经常结合汤姆孙实验、密立根“油滴实验”、电子在电场、磁场中的平衡、偏转现象命题. 【典例】阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的粒子流，这些粒子是__________.若加在阴极射线管内两个电极上的电压为1.6×104 V，电子离开阴极表面时的速度为零，则电子到达阳极时的速度v=_____________m/s.【解题指南】解决本题需要了解阴极射线管实验的结论和动能定理.
【规范解答】电子由阴极到阳极，由动能定理得
eU= mv2，
解得
=7.5×107 m/s
答案:电子 7.5×107电子比荷的测定技巧
电子比荷的测定在科学研究中有非常重要的意义.通过电子在电场、磁场中的运动测定电子的比荷应注意以下三点：
(1)明确测定比荷需要确定的物理量.若用磁偏转测量，需确定电子速度的大小和在磁场中的偏转半径.
(2)要测定电子速度的大小，需应用速度选择器的原理，根据evB=eE测量.
(3)根据电子偏转情况确定电子在磁场中做匀速圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力列出方程，确定电子的比荷.【案例展示】为了测量电子的比荷 可用
下述方法：在真空装置中，使一细束电子
流(即阴极射线),在没有外界力的作用下，
沿如图所示的OO′方向以一定的速度做直
线运动.如果在途中(即在图中a、b两平行金属板之间)加一垂直纸面向里的匀强磁场(磁感应强度为B)，电子束将以半径R在磁场范围内做圆周运动.这时若在金属板a、b间再加一与入射方向垂直的、适当强度和方向的匀强电场(场强为E)，电子束又将沿OO′方向仍以原有速度做直线运动.当测知B、E及R值后，即可算出电子的比荷，试推导出电子比荷的计算式. 【规范解答】运动电子只在匀强磁场作用下做圆周运动时满足
①
a、b板间加一匀强电场E后，电子束又将沿OO′方向仍以原有速度做直线运动，由平衡条件得evB=eE，
得 ②
将②代入①可得
答案:【易错分析】(1)解决这类问题，审题不清，分不清哪是已知条件，不能按题目要求确定比荷的表达式，是最易出现的错误.
(2)没有外界作用力,电子做匀速直线运动.只加匀强磁场，电子做匀速圆周运动，再加上适当的匀强电场，电场力和洛伦兹力平衡，电子以原有速度做匀速直线运动.对电子的三种运动情况分析不到位易出现错误.课件50张PPT。2 原子的核式结构模型1.了解α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.
2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容.
3.领会卢瑟福的实验和科学方法，培养学生抽象思维能力. 重点：1.α粒子散射实验的现象和结论.
2.卢瑟福的原子核式结构模型.
难点：用核式结构模型解释α粒子散射实验.一、α粒子散射实验
1.汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为
原子是一个______，________弥漫性地均匀分布在整个球体
内，______镶嵌在球中.球体正电荷电子2.α粒子散射实验
(1)实验装置：α粒子源、_____、放大镜和_______.
(2)实验现象
①绝大多数的α粒子穿过金箔后________的方向前进；
②少数α粒子发生了_______的偏转；
③极少数α粒子的偏转角________，甚至有极个别α粒子被反
弹回来.金箔荧光屏仍沿原来大角度大于90°(3)实验意义
卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立
了________模型.核式结构【判一判】
(1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的.( )
(2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹.( )
(3)卢瑟福否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型.( )提示：(1)α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子模型，(1)错误.
(2)实验中大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了大角度偏转，(2)错误.
(3)卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型，(3)正确.二、卢瑟福的核式结构模型
1.核式结构模型
1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫
_______.它集中了原子全部的________和几乎全部的______，
_______在核外空间运动.原子核正电荷质量电子2.原子核的电荷与尺度电子数质子和中子A10-10 m10-15 m【想一想】原子核的大小在整个原子中占有多大的比例？
提示：原子半径数量级是10-10 m，而原子核半径数量级是
10-15 m，二者相差十万倍之多，故原子核在原子中所占的
体积是很小的. α粒子散射实验探究分析
【探究导引】
观察α粒子散射实验装置，思考以下问题：
(1)显微镜放在A、B、C、D四个方向上，在哪个方向观察到的α粒子数目最多？
(2)在位置D也可以观察到极少数的α粒子，这说明了什么问题？【要点整合】
1.实验背景
α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想验证汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据.在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型.2.实验现象分析
(1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转.
(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分.按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子散射实验相矛盾.(3)实验现象表明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的.3.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释
(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小.因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转.
(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少.(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示.【特别提醒】α粒子散射实验并不能观察到原子的实际结构，它只能通过α粒子通过金箔时的散射情况，推断出金原子的核式结构模型.【典例1】如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,关于荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的是( )A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些
C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光
D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少【思路点拨】审题时应重点关注以下两点：
关键点
(1)注意关键词语“次数最多”、“稍少”、“极少”等.
(2)明确实验装置中各部分的组成及作用.【规范解答】选A、D.在卢瑟福α粒子散射实验中,α粒子穿过金箔后,绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进,故A正确.少数α粒子发生大角度偏转,极少数α粒子偏转角度大于90°,极个别α粒子被反射回来,所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少.故B、C错,D对.【总结提升】解决α粒子散射实验问题的建议
(1)熟记装置及原理.
(2)理解建立核式结构模型的要点.
①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变.
②汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射.
③少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用.④绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化,说明原子中绝大部分是空的.原子的质量、电量都集中在体积很小的核上.【变式训练】(2012·青岛高二检测)α粒子的散射实验证明
了( )
A.原子有一个很小的核
B.原子核集中了原子的全部正电荷
C.原子核集中了原子的全部质量
D.原子核是由质子和中子组成的【解析】选A、B.卢瑟福的原子核式结构学说是在原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转，A、B正确.由于电子也有质量，所以C错误.α粒子的散射实验并不能证明原子核是由质子和中子组成的，故D错误.【变式备选】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( )
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子中是均匀分布的
C.原子中存在着带负电的电子
D.金箔中的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子【解析】选A.卢瑟福的α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明只有少数α粒子受到很强的斥力，大多数α粒子受到的斥力很小，这反映出在原子内部正电荷分布在很小的空间，且质量很大；实验中所用金箔尽管很薄，但也有很多层原子，由此可知，有少数α粒子发生大角度偏转显然不是由于碰到金原子.由此知B、C、D错误，A正确. 原子的核式结构模型和原子核的组成
【探究导引】
根据卢瑟福的核式结构模型，氢原子的结构可以看成原子中心是由一个质子组成的原子核，电子绕原子核做匀速圆周运动，回答以下问题：
(1)电子和原子核之间的作用力是什么性质的力？
(2)假设原子核有一个篮球那么大，按照比例，整个原子有多大？【要点整合】
1. 原子的核式结构与原子的枣糕模型的根本区别原子是充满了正电荷的球体 电子均匀嵌在原子球体内原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里电子绕核高速旋转2.原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，
非常接近它们的原子序数.
3.原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷
数等于原子核的质子数.
4.原子半径的数量级是10-10 m，原子核半径的数量级是10-15 m，
两者相差十万倍之多.【特别提醒】卢瑟福的原子核式结构模型是比汤姆孙的枣糕模型更科学的原子模型，但不是最科学的模型.随着人们认识水平的不断提高，原子结构模型也在不断更新.【典例2】在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对
心碰撞时能达到的最小距离可以估算原子核的大小.现有一个
α粒子以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷
数为79.求α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点
电荷电场中的电势能表达式为 r为距点电荷的距
离.α粒子质量为6.64×10-27 kg).【思路点拨】解答本题应把握以下三点：
关键点
(1)明确α粒子的运动为沿粒子与原子核连线的直线运动.
(2)当动能减为零时，电势能最大，离原子核最近.
(3)原子核的大小应该比最近距离小一些.【规范解答】当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化
为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，所以α
粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则
则
=2.7×10-14 m.
答案:2.7×10-14 m【总结提升】解答原子结构问题的三大规律
(1)库仑定律： 可以用来确定电子和原子核、α粒子
和原子核间的相互作用力.
(2)牛顿运动定律和圆周运动规律，可以用来分析电子绕原子
核做匀速圆周运动的问题.
(3)功能关系：可以分析由于库仑力做功引起的带电粒子在原
子核周围运动时动能、电势能之间的转化问题.【变式训练】(2012·西城区高二检测)关于α粒子散射实验
( )
A.绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B.α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C.α粒子离开原子核的过程中，动能增加，电势能也增加
D.对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小【解析】选D.由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进.只有极少数发生大角度的偏转，从α粒子的散射实验的数据可以估算出原子核直径的大小约为10-15 m～10-14 m.由此可知A错，D正确；α粒子向原子核射去，当α粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C都错.【温馨提示】α粒子散射实验中的功能关系和能量转化问题，是高考考查的热点问题，常结合库仑力做功、α粒子动能和电势能的转化进行考查.【典例】根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型.图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从a运动到b再运动到c的过程中，下列说法中正确的是
( )A.动能先增大，后减小
B.电势能先减小，后增大
C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D.加速度先变小，后变大【思路点拨】解答该题应注意以下关键点：
关键点
(1)根据力和速度的夹角关系判断功的正负.
(2)根据力的大小判断加速度的大小.
(3)根据功能关系判断动能的变化、电势能的变化.【规范解答】选C.α粒子受到原子核的库仑力为斥力，当由a到b时，库仑力变大,做负功，再由b到c时，库仑力减小，做正功.故加速度先增大后减小，动能先减小后增大，电势能先增大后减小.又因a、c在同一等势面上，故总功为零.故C对，A、B、D均错.α粒子散射问题的分析
α粒子散射实验观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向运动，少数α粒子发生了大角度偏转.卢瑟福正是根据这一实验现象，建立了核式结构模型，而核式结构模型能更好地解释一些与原子结构有关的问题，所以是一种比较科学的模型.【案例展示】卢瑟福通过α粒子散射实验,
判断出原子的中心有一个很小的核,并由此
提出了原子的核式结构模型.如图所示的平
面示意图中,①、②两条实线表示α粒子运
动的轨迹,则沿③所示方向射向原子核的α
粒子可能的运动轨迹为虚线中的( )
A.轨迹a B.轨迹b C.轨迹c D.轨迹d【规范解答】选A.α粒子靠近中心时会受到较大的排斥力,轨迹向上弯曲，α粒子做曲线运动，其轨迹应该为a，故选A.【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件43张PPT。3 氢原子光谱1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念.
2.知道氢原子光谱的实验规律.
3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征. 重点：1.了解光谱、连续谱和线状谱的概念.
2.知道氢原子光谱的实验规律.
难点：理解经典物理学不能解释氢原子光谱实验规律的原因.一、光谱
1.定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按_____展开，获
得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱.
2.分类
(1)线状谱：由一条条的______组成的光谱.
(2)连续谱：由连在一起的______组成的光谱.波长亮线光带3.特征谱线：各种原子的发射光谱都是_______，且不同原子
的亮线位置_____，故这些亮线称为原子的_____谱线.
4.光谱分析
(1)定义：利用原子的_________来鉴别物质和确定物质的组成
成分.
(2)优点：灵敏度高.线状谱不同特征特征谱线【判一判】
(1)各种原子的发射光谱都是连续谱.( )
(2)不同原子的发光频率是不一样的.( )
(3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质.( )
提示：(1)原子的发射光谱都是线状谱，(1)错误.
(2)不同原子的特征谱线不同，故发光的频率不同，(2)正确.
(3)只有线状谱可以用来鉴别物质，(3)错误.二、氢原子光谱的实验规律
1.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研
究是探索_________的一条重要途径.
2.巴耳末公式: =____________(n=3,4,5…)
其中R叫里德伯常量，其值为R=1.10×107 m-1.
3.巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱,
即辐射波长的_____特征.原子结构分立【想一想】能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？
提示：能.氢光谱的最长波长对应着n=3，代入巴耳末公式便可计算出最长波长.三、经典理论的困难
1.核式结构模型的成就:正确地指出了原子核的存在,很好地解
释了________________.
2.经典理论的困难:经典物理学既无法解释原子的_________,
又无法解释原子光谱的__________.α粒子散射实验稳定性分立特征【想一想】根据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？
提示：根据经典理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子的光谱应该总是连续的.
实际看到的原子的光谱是分立的线状谱. 光谱的分类和不同特征
【探究导引】
每一种元素在温度较高时都能发光，同时在温度较低时也都能吸收一定频率的光，请思考以下问题：
(1)发射光谱有什么特点？
(2)吸收光谱有什么特点？
(3)用作光谱分析的是发射光谱还是吸收光谱？
【要点整合】
1.光谱的分类光谱分类发射光谱：物质发光直接获得的光谱
吸收光谱：当光通过一层物质时，有些频率的光
被物质吸收，在连续谱的背景上出现
了一些暗线2.线状谱和连续谱的不同之处一条条分立的谱线 连在一起的光带 某些特定频率的谱线，不同的元素线状谱线不同 一切波长的光都有 可用于光谱分析 不能用于光谱分析 3.太阳光谱
(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱.
(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线.4.光谱分析
(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10-10 g.
(2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；③应用光谱分析鉴定食品优劣.【特别提醒】某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析.【典例1】(2012·湖州高二检测)以下说法正确的是( )
A.进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱
B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得的吸收光谱进行分析
D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素【思路点拨】解答此题应注意以下两点：
关键点
(1)光谱分析只能用线状谱.
(2)光谱分析的方法是用白光照射被鉴定物质的低压蒸汽.【规范解答】选B.进行光谱分析不能用连续光谱，只能用线状光谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸汽产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素.故B正确.【总结提升】光谱问题的分析方法
解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征.
(1)连续谱和线状谱都是物体直接发光产生的光谱,同属发射光谱.连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成,光谱为一条光带,含有各种频率的光.线状谱是由稀薄气体或金属蒸汽产生的，光谱是一些不连续的亮线,仅含有一些特定频率的光.线状谱中每条光谱线对应着一种频率,不同元素的原子产生的线状谱不同,因而可以用线状谱来确定物质的成分.(2)太阳光谱是吸收光谱.吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质,某些波长的光被吸收后产生的光谱.光谱在连续谱的背景下有若干暗线,而这些暗线与线状谱的亮线一一对应,因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线.【变式训练】(2012·南京高二检测)关于线状谱，下列说法中正确的是( )
A.每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B.每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C.每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同
D.两种不同的原子发光的线状谱可能相同【解析】选C.每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确.【变式备选】关于光谱，下列说法不正确的是( )
A.炽热的液体发射连续谱
B.发射光谱一定是连续谱
C.线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析
D.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱【解析】选B.炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项A正确.发射光谱可以是连续谱，也可以是线状谱，所以选项B错误.线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，所以选项C正确.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，所以选项D正确. 氢原子光谱的规律和应用
【探究导引】
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示.
思考以下问题：
(1)氢原子的光谱有什么样的特点？
(2)巴耳末公式中的n的意义是什么？【要点整合】
1.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.
2.巴耳末公式
(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，该公式称为巴耳末公式：
n=3,4,5,…
(2)公式中n只能取整数，不能连续取值，波长是分立的值. 3.其他谱线
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的关系式. 【特别提醒】巴耳末系是氢原子在可见光区的一组谱线,在红外光区和紫外光区也有类似的谱线系.【典例2】根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内最长波长和最短波长所对应的n,并计算其波长.
【思路点拨】解答本题时应明确巴耳末公式中n的取值越小，对应的波长越长；n的取值越大，对应的波长越短。【规范解答】对应的n越小，波长越长，故当n=3时，氢原子发光所对应的波长最长.
当n=3时, =1.10×107×( ) m
解得λ1=6.55×10-7 m.
当n=∞时,波长最短,【变式训练】(2012·常州高二检测)氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )【解析】选A.由巴耳末公式 ，n=3，4，5，…
当n=∞时，最小波长 ①
当n=3时，最大波长 ②
由①②得【温馨提示】氢原子光谱的规律和巴耳末公式的应用是近几年高考的热点，常考查氢原子光谱规律的定性分析和应用巴耳末公式计算波长、量子数n等问题.【典例】氢原子光谱在可见光的范围内有两条谱线，其波长分别为654.55×10-9 m和484.85×10-9 m，根据巴耳末公式，求所对应的n.
【思路点拨】根据给出的光谱线对应的波长，应用巴耳末公式确定出n.【规范解答】据巴耳末公式 得
解得n1=3,
解得n2=4.
答案:3 4线状谱和光谱分析
(1)线状谱：不同原子发出的光谱不同，所以又叫原子的特征光谱.有发光得到的线状谱，也有吸收光得到的线状谱.同一种原子发光和吸收光是对应的.
(2)我们可以利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析.【案例展示】下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是
( )
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸汽或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱
D.太阳光谱中的暗线是由于地球大气层中含有相应的元素【规范解答】选B、C.太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，A、D项错误；光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来作光谱分析的，C项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸汽或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B项正确. 【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件51张PPT。4 玻尔的原子模型1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容.
2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.
3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型.
4.了解玻尔模型的不足之处及其原因. 重点：1.玻尔理论的基本假设.
2.能级、跃迁、氢原子能级图和有关计算.
难点：用玻尔理论解释氢原子光谱.一、玻尔原子理论的基本假设
1.玻尔原子模型
(1)原子中的电子在_________的作用下，绕_______做圆周运
动.
(2)电子绕核运动的轨道是__(A.连续变化 B.量子化)的.
(3)电子在这些轨道上绕核的转动是_____的，不产生_________.库仑引力原子核B稳定电磁辐射2.定态
(1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态中，具
有不同的能量，即原子的能量是_______的，这些量子化的能
量值叫做_____.
(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为_____.能量最
低的状态叫做_____，其他的能量状态叫做_______.量子化能级定态基态激发态3.跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到
能量较低的定态轨道(能量记为En, m>n)时，会放出能量为hν
的光子，该光子的能量hν=______,该式被称为频率条件，又
称辐射条件.Em-En【判一判】
(1)玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的.( )
(2)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态.( )
(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁.( )
提示：(1)玻尔提出了电子轨道是量子化的，(1)正确.
(2)电子吸收某种频率条件的光子会从低能级跃迁到高能级，(2)正确.
(3)电子只能吸收符合某种频率条件的光子，(3)错误. 二、玻尔理论对氢光谱的解释
1.解释巴耳末公式
(1)按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能
量为hν=______.
(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后
所处的_________的量子数n和2.并且理论上的计算和实验测量
的___________符合得很好.Em-En定态轨道里德伯常量2.解释氢原子光谱的不连续性：原子从较高能级向低能级跃迁
时放出光子的能量等于前后_________，由于原子的能级是
_____的，所以放出的光子的能量也是_____的，因此原子的发
射光谱只有一些分立的亮线.两能级差分立分立【想一想】根据巴耳末公式 计算出的氢原子光
谱线是玻尔模型中电子怎样跃迁发出的？
提示：巴耳末公式代表的是电子从量子数n=3，4，5…的能级
向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线.三、玻尔理论的局限性
1.玻尔理论的成功之处：玻尔理论第一次将_________引入原
子领域，提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了_______光谱
的实验规律.
2.玻尔理论的局限性：过多地保留了_________,即保留经典粒
子的观念,把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动.量子观念氢原子经典理论3.电子云：原子中的电子没有确定的坐标值,我们只能描述电
子在某个位置出现_____的大小,把电子这种概率分布用疏密不
同的点表示时,这种图象就像_____一样分布在原子核周围,故
称_______.概率云雾电子云【想一想】电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量子化又如何解释？
提示：在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道，只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在rn=n2r1处的几率大. 玻尔理论的理解
【探究导引】
玻尔是丹麦物理学家，他于1913年在原子结构问题上迈出了革命性的一步，提出了自己的原子结构假说，请思考以下问题：
(1)电子的轨道半径是连续的吗？
(2)氢原子的能量是连续的吗？
(3)电子发生跃迁时，一定吸收光子吗？【要点整合】
1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值.
例如，氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半径还有 0.212 nm、0.477 nm…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值.这样的轨道形式称为轨道量子化.2.能量量子化:与轨道量子化对应的能量不连续的现象.
(1)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态.
(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的.这样的能量形式称为能量量子化.3.跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态 (设能量为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν＝E2-E1(或E1-E2).
可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上.玻尔将这种现象叫做电子的跃迁.【特别提醒】(1)根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量.
(2)电子从低能级向高能级跃迁时，吸收一定频率的光子；从高能级向低能级跃迁时，辐射一定频率的光子. 【典例1】(2012·烟台高二检测)氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )
A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大
B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小
C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小
D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大【思路点拨】解答该题应把握以下三点：
关键点
(1)电子向高能级跃迁时，需要吸收光子；向低能级跃迁时，放出光子.
(2)电子绕核运动是匀速圆周运动，库仑力提供向心力.
(3)电子跃迁时，库仑力做正功，电势能减小，库仑力做负功，电势能增大.【规范解答】选D.根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：
由此式可知：电子离核越远，即r越大时，电子的动能越小，故A、C错；由r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D正确.【总结提升】巧解氢原子的结构问题
(1)求解电子在某条轨道上的运动动能时，要将玻尔的轨道理论与电子绕核做圆周运动的向心力结合起来.
即用 两公式结合判定.(2)求解氢原子要吸收一定频率的光子跃迁时
①原子在各定态之间跃迁时原子跃迁条件hν=Em-En，一次跃迁只能吸收一个光子的能量，且光子能量恰好等于两能级之差.
②当原子向电离态跃迁时，吸收的能量大于或等于原子所处能级的能量的绝对值.即hν≥E∞-Em，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. 【变式训练】氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )
A.核外电子受力变小
B.原子的能量减少
C.氢原子要吸收一定频率的光子
D.氢原子要放出一定频率的光子
【解析】选B、D.由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径减小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力增大了，故A、C错，B、D正确.【变式备选】按照玻尔理论，当氢原子中电子由半径为ra的
圆轨道跃迁到半径为rb的圆轨道上时，若rb过程中( )
A.氢原子要吸收一系列频率的光子
B.氢原子要辐射一系列频率的光子
C.氢原子要吸收一定频率的光子
D.氢原子要辐射一定频率的光子
【解析】选D.因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子,因此可排除A、C.“直接”从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级差，故只能辐射某一频率的光子.故选D. 原子能级和能级跃迁的理解
【探究导引】如图是氢原子的能级图，根据能级图思考以下问题：
(1)左边的1、2、3…∞是什么数？
(2)右边的一组负数的物理意义是什么？单位是什么？
(3)能级图的横线和有箭头的竖线的物理意义是什么？【要点整合】
1.能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子
数n=1时对应的能量，其值为-13.6 eV.En代表电子在第n个轨
道上运动时的能量.
2.能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的,它会自发地向较
低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态.所以一群氢原子处
于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：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.
hν=Em-En(Em、En是始末两个能级且m>n)
能级差越大，放出光子的频率就越高.4.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,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n能级时能量有余,而激发到n+1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,所以只要入射粒子的能量大于两能级的能量差值(E=En-Ek),就可使原子发生能级跃迁.【特别提醒】(1)当一个氢原子从某一轨道向另一轨道跃迁时，可能的情况只有一种，但大量的氢原子就会出现多种情况.
(2)使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n=∞时，称为电离，所需能量称为电离能. 【典例2】(2011·四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )
A.吸收光子的能量为hν1+ hν2
B.辐射光子的能量为hν1+ hν2
C.吸收光子的能量为hν2-hν1
D.辐射光子的能量为hν2-hν1【思路点拨】解答此题应注意以下三点：
关键点
(1)红光的频率小于紫光的频率，频率大的光子能量较大.
(2)判断能级k和能级m能量的大小.
(3)计算能级k和能级m、能级m和能级n、能级k和能级n的能级差.【规范解答】选D.由跃迁假设及题意可知，hν1=Em-En，hν2=Ek-En，红光的频率ν1小于紫光的频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错；hν3=Ek-Em，解三式得：hν3=hν2-hν1，D项正确.【变式训练】(2012·江苏高考)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )【解析】选C.根据ΔE=hν, 能级差越
大，波长越小，所以a的波长最小，b的波长最大，答案选C.【变式备选】已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.53×
10-10m，基态的能级值为E1=-13.6 eV.
(1)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线.
(2)计算这几条光谱线中最长的波长.【解析】(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线，如图所示.
(2)波长最长的光谱线是从n=3的
能级向n＝2的能级跃迁产生的，则有：
所以
＝6.58×10-7m
答案:(1)见解析 (2)6.58×10-7m【温馨提示】能级跃迁问题是近几年高考的热点，解答这类问题要注意区分跃迁的原因是光子照射还是电子碰撞，还要领悟什么是跃迁，什么是电离等.【典例】(1)欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的
是( )
A.用12.09 eV的光子照射
B.用13 eV的光子照射
C.用14 eV的光子照射
D.用13 eV的电子碰撞(2)欲使处于基态的氢原子电离，下列措施可行的是( )
A.用13.6 eV的光子照射
B.用15 eV的光子照射
C.用13.6 eV的电子碰撞
D.用15 eV的电子碰撞 【解题流程】解答本题可按以下思路分析:光子照射
氢原子跃迁时光子的能量
等于能级差电离时光子的能量大
于等于电离能电子碰撞
氢原子跃迁时电子能量大于
或等于能级差电离时电子能量大于电离能【规范解答】(1)选A、C、D.由跃迁条件知氢原子受激发跃迁时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子.根据氢原子能级图不难算出12.09 eV刚好为氢原子n=1和n=3的两能级差，而13 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因此氢原子只能吸收前者，而不能吸收后者，对于14 eV的光子则足以使氢原子电离，电离后的自由电子还具有0.4 eV的动能.至于13 eV的电子，它的能量通过碰撞可以全部或部分地被氢原子吸收.综上所述，选项A、C、D正确.(2)选A、B、D.基态氢原子的电离能为13.6 eV，则13.6 eV的光子被氢原子吸收刚好电离，同理，15 eV的光子和15 eV的电子均可供氢原子电离.至于13.6 eV的电子，由于电子和氢原子的质量不同，因此两者碰撞时电子不可能把13.6 eV的能量全部传递给氢原子，因此用13.6 eV的电子碰撞氢原子时，氢原子不能电离.通过以上分析可知选项A、B、D正确.解答原子跃迁问题应注意的三个方面
(1)注意一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现.(2)注意直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁.两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同.
(3)注意跃迁与电离：hν=Em-En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限制. 【案例展示】μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用.如图为μ氢原子的能级示意图.假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于( )A.h(ν3-ν1) B.h(ν5+ν6)
C.hν3 D.hν4
【规范解答】选C.μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n=4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE=E4-E2，E4-E2恰好对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3.【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件27张PPT。第十八章 阶段复习课一、卢瑟福的核式结构模型
1.核式结构模型
1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核.它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动.2.原子核的电荷与尺度
(1)原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的电子数相等，非常接近于它们的原子序数.
(2)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数就等于原子核中的质子数.
(3)原子核的大小:实验确定的原子核半径R的数量级为10-15 m,而原子的半径的数量级是 10-10 m.因而原子内部十分“空旷”.二、光谱
光谱分类发射光谱
吸收光谱连续谱
线状谱1.连续谱
(1)产生：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱.
(2)特点：其光谱是连在一起的光带.2.线状谱：只含有一些不连续的亮线的光谱.
(1)产生：由游离状态的原子发射的，因此也叫原子光谱，稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱是线状谱.实验证明，每种元素的原子都有一定特征的线状谱，可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的线状谱.
(2)特点：不同元素的原子产生的线状谱是不同的，但同种元素原子产生的线状谱是相同的，这意味着，某种物质的原子可用其线状谱加以鉴别，因此称某种元素原子的线状谱为这种元素原子的特征谱线.3.吸收光谱
(1)定义：高温物体发出的白光通过某物质后，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱.
(2)产生：由高压气体或炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后产生的.
(3)特点：在连续谱的背景上有若干条暗线.实验表明，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的线状谱中的一条亮线相对应.即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线.三、自发跃迁与受激跃迁的比较
1.自发跃迁
(1)由高能级到低能级，由远轨道到近轨道.
(2)释放能量，放出光子(发光)：hν=E初-E末.
(3)光谱线条数为：2.受激跃迁
(1)由低能级到高能级，由近轨道到远轨道.
(2)吸收能量①光照射
②实物粒子四、三个原子模型的对比电子的发现 原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子镶嵌其中 可解释一些实验现象，但无法说明α粒子散射实验 卢瑟福的α粒子散射实 验 原子的中心有一个很小的核，全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，电子在正电体外面运动 成功解释了α粒子散射实验，无法解释原子的稳定性及原子光谱的分立特征 氢原子光谱的研究 在核式结构模型基础上，引入量子观念 成功解释了氢原子光谱及原子的稳定性，不能解释较复杂原子的光谱现象原
子
结
构 原子
核式
结构
模型 玻尔
的原
子模
型 电子的发现原子
核式
结构
模型 原子的核
式结构阴极射线：高速_______流
_________发现电子：揭示原子有
复杂结构α粒子散
射实验绝大多数α粒子_________运动方向
少数α粒子发生_______
极少数α粒子发生_________偏转，
甚至被反弹原子核：集中了_____________和几乎
全部质量
电子：绕_________高速旋转成功解释了
_________________，不能解释氢光谱①电子②汤姆孙③不改变④偏转⑤大角度⑥全部正电荷⑦原子核⑧α粒子散射实验玻尔
的原
子模
型 轨道_________与定态
能级跃迁和频率条件：
_____________
氢原子能级图
玻尔理论的局限性氢原子
光谱_________
连续光谱光谱巴耳末公式： =_____________
(n=3,4,5…)玻尔的原子模型⑨线状谱⑩?量子化?hν=Em-En一、原子的核式结构
α粒子散射实验结果及由此建立的学说：
1．实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进；少数α粒子有较大的偏转；极少数α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，电子绕核运转．3．该部分主要考查核式结构理论的建立过程，电子绕原子核转动中有关能量、加速度等问题．【典例1】关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A.在实验中观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转角度超过90°，有的甚至被弹回
B.使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的斥力使α粒子偏转，当α粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转
C.实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分
D.实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量【规范解答】选A、C.由α粒子散射实验结果知，A正确；由于电子的质量远小于α粒子的质量，对α粒子的运动影响极小，使α粒子发生明显偏转的是原子核的斥力,B错误；实验表明：原子具有核式结构，核极小，但含有全部的正电荷和几乎所有的质量，C正确，D错误.【变式训练】(2012·烟台高二检测)在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子( )
A.一直受到重金属原子核的斥力作用
B.动能不断减小
C.电势能不断增大
D.出现大角度偏转是与电子碰撞的结果
【解析】选A.α粒子一直受到斥力的作用，斥力先做负功后做正功，α粒子的动能先减小后增大，势能先增大后减小.α粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰撞后其运动状态基本不变，A项正确.二、玻尔理论
1.基本内容
(1)原子的能量是量子化的．
(2)电子的轨道是量子化的．
(3)能级跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En(m＞n).2．考查内容
(1)原子跃迁：电势能与动能的变化情况.
n增大时，电子的动能减小而电势能增加，总能量增加.反之电子的动能增大而电势能减少，总能量减少.
(2)氢原子光谱的说明．
(3)氢原子的能级结构、能级公式．
(4)氢原子能级图的应用．
(5)氢原子的辐射和吸收理论．【典例2】用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则( )
A.ν0＜ν1 B.ν3=ν2+ν1
C.ν0=ν1+ν2+ν3 D. 【规范解答】选B.因为仅发射出三种不同频率的光子，且ν3＞ν2＞ν1,所以hν3=E3-E1,hν2=E2-E1,hν1=E3-E2，所以hν3=hν2+hν1,故B项对，C、D项错；入射光子hν0=hν3,所以ν0＞ν1,A项错.【变式训练】根据玻尔理论，氢原子核外电子在n=1和n=2的轨道上运动时，其运动的( )
A.轨道半径之比为1∶4
B.动能之比为1∶4
C.速度大小之比为4∶1
D.周期之比为1∶8【解析】选A、D.玻尔的原子理论表明：氢原子核外电子绕核做
匀速圆周运动，其向心力由原子核对它的库仑引力来提供.
因为rn=n2r1,所以r1∶r2=1∶4
由 得：电子在某条轨道上运动时,电子运动的动能
则Ek1∶Ek2=4∶1
由电子运动的速度 得：v1∶v2=2∶1
由电子绕核做圆周运动的周期
得T1∶T2=1∶8
上述选项A、D正确.
