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高中物理选修3-5原子结构知识点复习

凤婷分享

  原子结构是高中物理选修3-5重要知识点之一,那么哪些内容需要我们复习记忆?下面学习啦小编给大家带来高中物理选修3-5原子结构知识点,希望对你有帮助。

  高中物理选修3-5原子结构知识点

  一、电子的发现

  1897年汤姆生(英)发现了电子,提出原子的枣糕模型,揭开了研究原子结构的序幕。(谁发现了阴极射线?)

  二、原子的核式结构模型

  1、1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验,即α粒子散射实验(实验装置见必修本P257)得到出乎意料的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°。(P53 图)

  2、卢瑟福在1911年提出原子的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核 ,叫做原子核,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里绕着核旋转。

  按照这个学说,可很好地解释α粒子散射实验结果,α粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小(数量级为10-15m)和原子核的正电荷数。 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。

  三、氢原子的光谱

  1、光谱的种类:

  (1)发射光谱:物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱; 稀薄气体发光产生线状谱,不同元素的线状谱线不同,又称特征谱线。

  (2)吸收光谱:连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱,元素能发射出何种频率的光,就相应能吸收何种频率的光,因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。

  2、氢原子的光谱是线状的(这些亮线称为原子的特征谱线),即辐射波长是分立的。

  3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法:利用元素的特征谱线(线状谱或吸收光谱)鉴别物质的分析方法。

  四、波尔的原子模型

  1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾(矛盾为:a、原子是不稳定的;b、原子光谱是连续谱),1913年玻尔(丹麦)在其基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,提出玻尔理论。

  2、玻尔理论的假设:

  (1)原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值,叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动,这种定态叫做基态;原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。

  (2)原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(设能量为Em)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即

  h = En - Em

  (能级图见3-5第64页)

  (3)原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。

  3、玻尔计算公式:rn =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3¼¼)r1 =0.53´10-10 m , E1 = -13.6eV ,分别代表第一条(即离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。(选定离核无限远处的电势能为零,电子从离核无限远处移到任一轨道上,都是电场力做正功,电势能减少,所以在任一轨道上,电子的电势能都是负值,而且离核越近,电势能越小。)

  4、从高能级向低能级跃迁时放出光子;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。

  6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念(提出了能级和跃迁的概念,能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱),局限之处在于它过多地保留了经典理论(经典粒子、轨道等),无法解释复杂原子的光谱。

  7、现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。

  8、光谱测量发现原子光谱是线状谱和夫兰克—赫兹实验证实了原子能量的量子化(即原子中分立能级的存在)

  高中物理选修3-5原子核式结构模型知识点

  1、电子的发现和汤姆生的原子模型:

  ⑴电子的发现:

  1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而发现了电子。

  电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。

  ⑵汤姆生的原子模型:

  1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。

  2、粒子散射实验和原子核结构模型

  ⑴粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.

  ①装置:如右图。

  ②现象:

  a. 绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。

  b. 有少数粒子发生较大角度的偏转

  c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°,有的几乎达到180°,即被反向弹回。

  ⑵原子的核式结构模型:

  由于粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

  1911年,卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。

  原子核半径约为10-15m,原子轨道半径约为10-10m。

  高中物理学习方法

  1课前预习

  因为高中物理中的很多物理量的理解,与初中有了一定的不同,初中的物理问题,我们都只是求大小,比较简单。到了高中,很多物理量的方向问题,成为了大多数学生学物理的瓶颈。所以,课前要预习高中物理的课本。

  2专心上课

  上课要认真听讲,不走神。注意学习老师分析问题解决问题的思路和方法,提高思维能力。上课以听讲为主,还要有一个笔记本,有些东西要记下来。知识结构、好的解题方法、好的例题、听不太懂的地方等等都要记下来。初中很多东西只要背下来就可以了,但是到了高中,我们要培养物理思维。

  3独立做题

  要独立地(指不依赖他人),保质保量地完成一些题目。题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。另外,对于完成作业要有如下的五点要求:①书写工整;②作图规范;③表达清楚;④推理严密;⑤计算准确。还有作业批改完发下去以后,有错的要认真订正并装订保存好,留待以后复习时用。初中物理很多内容,不需要做太难的题目,主要是因为考试内容相对都很基础。高中难度题目出现频率大增,所以一定要保证做题的质量。

  4系统总结

  每学完一个板块,要把分散在各章的知识点连成线、铺成面、结成网,使学到的知识系统化、规律化、结构化,这样运用起来才能联想畅通、思想活跃。要重视知识结构,要系统地掌握好知识结构,这样才能把零散的知识系统化起来。大到整个物理的知识结构,小到力学的知识结构,甚至具体到章,如静力学的知识结构等等。


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