粤教版高二物理选修3-5第三章原子结构之谜.docVIP

教学课题原子结构之谜教学目标了解历史上对原子认识的研究过程，知道电子发现的过程． 2．知道粒子散射实验的原理，知道原子的核式结构． 3．了解氢原子光谱的不连续性及各个线系． 4．了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念． 5．了解原子能量量子化是如何提出来的，理解原子发射与吸收光子的频率和能级差的关系． 6．知道氢原子能级公式，以及能利用能级公式分析一些有关能级的问题． 7．能用原子的能级结构解释氢原子的光谱的不连续性．教学重点与难点1．了解这节几种实验的实验思想。 2．理解原子的核式结构。 3．氢原子的能级结构及量子化的理解。 4．氢原子光谱的实验规律。教学过程 知识梳理 知识点一、探索阴极射线 1．1858 年，德国科学家普吕克尔发现了阴极射线．在一个抽成真空的玻璃管两端加上高压出现绿色荧光，这种奇妙的射线，称为阴极射线．对于阴极射线本质的研究引起了科学家们的普遍关注，对阴极射线的本质有各种猜想． 2．1897年，汤姆生采用改进实验装置，根据阴极射线的带电性质，测定了阴极射线的荷质比＝1.758 8×1011 C/kg，电子的质量约为氢原子质量的. 3．1910年，密立根著名的“油滴实验”精确测出了电子电荷量e＝1.6×10－19 C，并根据汤姆生测得的阴极射线比荷确定了电子的质量m＝9.1×10－31 kg. 例题精讲 例1、关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ） 阴极射线本质是氢原子 阴极射线本质是电磁波 C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是 X 射线 知识梳理 知识点二、电子的发现 汤姆生对阴极射线本质的各种猜想产生了浓厚的兴趣，并设计实验进行研究，通过实验和计算，汤姆生计算出的荷质比大约比当时已知质量最小的氢离子的荷质比大 2 000 倍，经过大量实验研究最后结论是：阴极射线由带负电的粒子组成，且粒子质量比任何一种分子原子质量都小得多，即是电子． 例题精讲 例2、电子的发现说明了(　　) A．原子具有复杂的结构 B．原子核具有复杂的结构 C．原子由原子核与电子组成 D．原子核由质子和中子组成 知识梳理 知识点三、α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构 1909－1911年卢瑟福和他的助手做原子核式结构α粒子轰击金箔的实验观察到：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角大于90°，有的甚至被弹回．卢瑟福通过对实验结果进行分析，否定了汤姆生的原子结构模型，提出了核式结构．即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的质量都集中在原子核，带负电的电子在核外空间绕核旋转．原子半径大约为10－10 m，核半径大约为10－15～10－14 m. 例题精讲 例3、在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是（ ） A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受到原子核的引力作用 B．α粒子一直受到原子核的斥力作用 C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用 D．α粒子一直受到库仑力，速度一直减小 知识梳理 知识点四、氢原子光谱 1．原子光谱． (1)概念：原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称之为原子光谱． (2)规律：①每种原子都有自己特定的原子光谱． ②不同的原子，其原子光谱不同，因而，原子光谱被称为原子的“指纹”． (3)应用：可以通过对光谱的分析鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素． 2．氢原子的光谱． (1)巴耳末系：从氢气放电管可以获得氢原子的光谱，如图所示，在可见光区域内，氢原子光谱有四条谱线，它们分别用符号Hα、Hβ、Hγ和Hδ示．1885年，巴耳末发现这四条光谱的波长可以用一个很简单的数学公式表示，这个公式叫巴耳末公式． 氢原子光谱在可见光区域和紫外区的14条谱线满足巴耳末公式 eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3,4,5，… R称为里德伯常量，实验测得R＝1.097×107 m－1，巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系． (2)其他公式． 氢原子光谱在红外区和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的其他公式．如莱曼系在紫外区，公式为 eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－\f(1