《学霸笔记 同步精讲》第4章 原子结构 本章整合（课件）高中物理教科版选择性必修3

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本 章 整 合
第四章
2026
内容索引
01
02
知识网络·系统构建
重点题型·归纳剖析
知识网络·系统构建
原子
大角度
枣糕
核式
带正电
质量
10-15
连续
明线
高温
轨道
能量
量子
氢原子光谱
重点题型·归纳剖析
一、
对α粒子散射实验及核式结构模型的理解
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,电子绕核旋转。
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10-15 m,而原子半径的数量级是10-10 m。因而原子内部十分“空旷”。
【例题1】 (多选)关于α粒子散射实验现象的分析,下列说法正确的是(　　)
A.绝大多数α粒子沿原方向运动,说明正电荷在原子内均匀分布,使α粒子受力平衡
B.绝大多数α粒子沿原方向运动,说明这些α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α粒子发生大角度偏转,说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D.极少数α粒子发生大角度偏转,说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
答案:BC
解析:在α粒子散射实验中,绝大多数α粒子沿原方向运动,说明这些α粒子未受到原子核明显的力的作用,也说明原子核相对原子来讲很小,原子内大部分空间是空的,故A错误,B正确;极少数α粒子发生大角度偏转,说明会受到原子核明显的力的作用的空间在原子内很小,α粒子偏转而原子核未动,说明原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量,电子的质量远小于α粒子的质量,α粒子打在电子上,不会有明显偏转,故C正确,D错误。
【变式训练1】 卢瑟福做了著名的α粒子散射实验,实验的目的是想证实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。在α粒子散射实验中,极少数的α粒子出现了大角度的偏转,其原因是(　　)
A.α粒子之间互相干扰,运动路径发生变化
B.原子只能处于一系列不连续的能量状态中
C.原子核的存在,使α粒子在十分靠近原子核时,受到斥力
D.α粒子与电子发生碰撞,偏离原来的运动方向
答案:C
解析:当α粒子与原子核十分接近时,会受到很大的库仑斥力,会发生大角度的偏转,故C正确,A、B、D错误。
二、
对玻尔原子模型及原子能级跃迁的理解
1.玻尔原子模型
(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中,具有确定能量的稳定状态叫作定态,能量最低的状态叫作基态,其他的状态叫作激发态。
(2)玻尔频率条件
当电子从能量较高的定态轨道(Em)跃迁到能量较低的定态轨道(En)时会放出能量为hν的光子,则hν=Em-En。反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子能量同样由频率条件决定。
(3)原子的不同能量状态对应电子的不同运行轨道。
2.氢原子能级跃迁
(1)氢原子的能级
答案:(1)13.6 eV　(2)见解析图　(3)1.03×10-7 m
【变式训练2】 如图所示,在氢原子能级图中,氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时,会发出一系列光谱线,形成谱线系,分别称为赖曼系、巴尔末系、帕邢系、布喇开系等。在赖曼系中,下列说法正确的是(　　)
A.每一次能级跃迁都会释放出一个电子,使原子变为离子
B.不同能级跃迁释放出不同能量的光子
C.各条光谱线具有相同的频率
D.能级跃迁后原子的能级是不相同的
答案:B
解析:同一个系的光谱,氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时辐射光子,故A错误;能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差,各种跃迁能级差不等,所以各种跃迁都释放出不同能量的光子,故B正确;光子的吸收和放出满足hν=Em-En,所以各条光谱线具有不同的频率,故C错误;结合氢原子的光谱特点可知,同一个系的光谱,氢原子跃迁后原子的能级是相同的,故D错误。
三、
原子的能级跃迁与电离
1.能级跃迁包括辐射跃迁和吸收跃迁,可表示如下。
高能级Em 低能级En
2.当光子能量大于或等于13.6 eV时,也可以被处于基态的氢原子吸收,使氢原子电离;当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时,氢原子电离后,电子具有一定的初动能。
3.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全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(E=Em-En),均可使原子发生能级跃迁。
【例题3】 (多选)如图所示,A、B、C分别表示三种不同能级跃迁时放出的光子。由图可以判定(　　)
A.用波长为600 nm的X射线照射,可以使稳定的氢原子电离
B.用能量是10.2 eV的光子入射,可以使处于基态的氢原子激发
C.用能量是2.5 eV的光子入射,可以使处于基态的氢原子激发
D.用能量是11.0 eV的外来电子,可以使处于基态的氢原子激发
答案:BD
答案:B