章末核心素养提升 一、两个重要的物理思想方法 1.模型法 人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段,其中有汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、电子云模型(如图所示)。 2.假设法 假设法是学习物理规律常用的方法,前边我们学过的安培分子电流假说,现在大家知道从物质微观结构来看是正确的,玻尔的原子结构理论是为了解决核式结构模型的困惑而提出的,其基本假设包括轨道定态和频率条件,玻尔理论的成功在于引入量子化概念,局限性在于保留了轨道的概念,没有彻底脱离经典物理学框架。 3.卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的比较 比较 卢瑟福原子模型 玻尔原子模型 不同点 库仑力提供向心力,r的取值是连续的 (1)轨道r是分立的、量子化的(2)能量是量子化的 相同点 (1)原子有带正电的核,原子质量几乎全部集中在核上(2)带负电的电子在核外运行 例1 在原子结构的研究方面,科学家们前赴后继、不断完善各种理论,以下说法错误的是( ) A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,使人们认识到原子本身是有结构的 B.卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析,提出了原子的核式结构模型,完全否定了汤姆孙的“葡萄干面包”模型 C.玻尔把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统,提出了自己的原子结构假说,完全否定了核式结构模型 D.玻尔的原子理论只成功解释了氢原子光谱的实验规律,这说明了玻尔的原子模型也是有局限性的 听课笔记 训练1 下列叙述符合物理学史的是( ) A.汤姆孙通过对阴极射线的研究,发现了电子和质子 B.卢瑟福通过研究α粒子的散射实验,发现了原子核内部有质子和中子 C.普朗克解释了氢原子光谱形成的原因 D.玻尔提出的玻尔原子模型能够成功解释氢原子光谱形成的原因 二、能级跃迁的应用 1.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等于两能级的能量差值,就可使原子发生能级跃迁。 2.原子跃迁时需要注意的两个问题 (1)注意一群原子和一个原子:氢原子核外只有一个电子,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,只能出现所有可能情况中的一种,但是如果有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。 (2)注意跃迁与电离:hν=Em-En(m>n)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。如基态氢原子的电离能为13.6 eV,只要大于或等于13.6 eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离,只不过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。 例2 图甲为氢原子能级图,图乙为氢原子的发射光谱,Hα、Hβ、Hγ、Hδ是可见光区的四条谱线,其中Hβ谱线是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级的过程中辐射产生的。下列说法正确的是( ) A.氢原子的发射光谱属于线状谱,这四条谱线中,Hα谱线光子频率最大 B.Hβ谱线光子的能量是2.55 eV C.用能量为3.3 eV的光子照射处于n=2能级的氢原子,刚好使这个氢原子电离 D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,可辐射出4种不 ... ...
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