5.1 原子的结构 课件（共22张PPT） 2024-2025学年粤教版2019高中物理选择性必修第三册

(课件网) 第五章 原子与原子核 第1节 原子的结构 1858年，科学家在研究稀薄气体放电时发现，在内部气体足够稀薄（抽成真空）的玻璃管两端加上高电压时，阴极就会发出一种射线———阴极射线。 阳极 荧光屏 狭缝 阴极 阴极射线究竟是什么？是原子？还是更小的带电微粒？ 1.了解α粒子散射实验原理和实验现象； 2.了解卢瑟福的原子核式结构模型， 3.了解玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 4.能用玻尔原子理论解释氢原子能级图及光谱。 一、原子核式结构的提出 1.汤姆孙的“枣糕”模型 / “葡萄干布丁模型” 原子是个球体， 正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。 J.J汤姆孙 2.卢瑟福α粒子散射实验 卢瑟福 在真空中，一束α粒子打在金箔上，通过探测屏或者显微镜观察某一时间内向某一方向散射的α粒子数。 问题：那什么是α粒子呢？ α射线是高速运动的氦原子核。 问题：为什么选择α粒子呢？ （1）首先是容易获得，从放射源中就能得到他。其次它质量大，速度快，就足够的能量可以接近原子中心。 （2）最后它可以使荧光物质发光，因此可以方便的捕捉它的轨迹。如果α粒子与其他粒子发生相互作用而改变运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。 问题：为什么用金箔作为靶材呢？ （1）由于金的延展性很好，可以做的很薄，甚至只有1μm厚。这样一来，就可以减少a粒子与氢原子核发生二次碰撞的可能性。 （2）此外，金原子的质量远比α粒子要大，被α粒子的轰击后不易移动。 问题：为什么整个装置要放在真空中？ 防止a射线电离空气影响实验结果 现象： 绝大多数 α 粒子穿越金箔后仍沿原方向前进，少数发生较大偏转，极少数偏转角超过90° 3.原子的核式结构模型： 原子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核里， 带负电的电子在核外空间绕核旋转。 二、氢原子光谱 1.原子光谱： 某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱。 2.氢原子光谱： 由实验得到的氢原子光谱是分立的。 每种原子都有自己的特征光谱 3.经典理论的困难 矛盾二：无法解释原子的稳定性 矛盾一：无法解释原子光谱的分立性 辐射电磁波 事实上：辐射电磁波频率只是某些确定值 电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 Hα Hδ Hγ Hβ 事实上： 原子是稳定的 核外电子绕核运动 二、原子的能级结构 受到普朗克和爱因斯坦量子概念的启发下，玻尔提出： 1.电子绕原子核运动的轨道半径是分立的，电子只能在某些特定的轨道。（轨道量子化假说） 玻尔，丹麦物理学家1885年10月7日—1962年11月18日，1922获得诺贝尔物理学奖 2.当电子在不同的轨道上运动时，原子具有不同的能量值（能级）（能量量子化假说）。 3.当电子从一个稳定态跃迁到另一个稳定态，会辐射出电磁波或者吸收电磁波.电磁波波长满足，（跃迁假说） 4.高能级的原子能自发地向低能级跃迁，并辐射出能量。反之，低能级的原子获得能量，便可以向高能级跃迁。 hv =Em-En 轨道与能级相对应 氢原子的能级示意图 激发态：当电子受到外界激发时，可从外界吸收能量，并从基态跃迁到较高能级上，这些能级对应的状态称为激发态。 基态：在正常情况下，氢原子处于最低的能级，这个最低能级对应的状态称为基态。 氢原子能级的跃迁条件 光子的能量：E=hv 如果电子想从n=1跃迁到n=2的轨道 E2-E1=10.2eV 如果电子想从n=1跃迁到n=3的轨道 E3-E1=12.09eV 则原子需要刚好吸收12.09eV的能量 电离条件 实物粒子 5.玻尔理论对氢光谱的解释 （1）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两能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分 ... ...