高考物理复习要点：第十单元nbsp原子物理.docVIP

第十单元 原子物理 教学目标 1．使学生加强理解掌握在卢瑟福核式结构学说基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子根据能级（轨道）定态跃迁知识解决相关问题。 2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，特别是加强从能量转化守恒观点出发分析解决问题的能力。 3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依赖于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探索。从而培养学生的科学态度与探索精神。 4．掌握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并掌握其应用——获得核能的途径（裂变、聚变）。 教学重点、难点分析 1．卢瑟福的核式结构学说与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。学生在理解掌握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区别与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的理解认识不够透彻，以致分析解决相关问题时易混易错。 2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线（释放能量）。 3．爱因斯坦质能方程△E=△mc2，是释放原子核能的重要理论依据。在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情况可用动量守恒与能量守恒计算核能。 教学过程设计 一、原子模型 1．汤姆生模型（枣糕模型） 1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发现了电子。电子的发现说明原子是可分的。 2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型） α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的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原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。 3．玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数。） 1913年丹麦人玻尔提出“玻尔原子理论”，20世纪20年代，海森堡等科学家提出“量子力学的原子理论”。 （1）玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化rn=n2r1r1=0.53×10-10m ②能量量子化：E1=-13.6eV ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En （2）从高能级向低能级跃迁时释放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧；分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。 （3）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 【点拔1】原子模型的发现比较： 实验基础 理论内容与模型 成功 困难 发现电子 阴极射线（电子）在电场（或磁场）中偏转，射到阴极玻璃管发出荧光。 原子中正电荷均匀分布，电子如枣镶嵌在内。 可解释一些原子受激发产生原子光谱的事实。 粒子散射性现象： 绝大多数过金原子仍向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至反弹。 （1）原子中心有核，核外有电子绕核旋转。 （2）带正电原子核几乎集中原子全部质量，带负电的电子质量很小。（3）核带正电荷数与核外带负电荷数相等。（4）电子绕核旋转的向心力即核对它的为库仑引力。 圆满解释α散射，可推算各元素原子核带的正电荷数，可估计出原子核的大小10-14m（原子半径约10-10m） 据经典电磁理论，有加速度的运动电子应不断幅射电磁波，能量不断减少，原子发光应产生连续光谱，最终电子落到核上。但实际上原子光谱为明线（或吸收光谱），原子也是稳定的。 氢的原子光谱现象。明线光谱为 （1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态叫定态，各定态的能量值为能级。电子虽绕核旋转，但不向外辐射能量，原子是稳定的。（2）原子从一定态跃迁到另一定态，它辐射或吸收一定频率（或波长）的光子，光子能量由两定态的能量差决定，即。（3）原子的不同能量状态跟电子沿不同轨道相对应，原子定态不连续，则电子的轨道也不连续。 表明了卢瑟福核式结构学说困难。圆满解释氢原子光谱的规律。 解释有两个以上电子的复杂原子光谱遇到困难。 复杂原子的光谱现象 核外电子无确定轨道，电子在原子内