文档内容
GAOZHONGWULIGONGSHIDINGLIDINGLUTUBIAO
高中物理公式、 定理、 定律图表
第十六章 原 子 结 构
知识网络
阴极射线
电子的发现
汤姆孙发现电子
α粒子散射实验
原子的核式结构
卢瑟福的核式结构模型
吸收光谱
原
子 光谱 连续谱
结 发射光谱
构
线状谱
氢原子光谱和光谱分析
光谱分析
巴耳末公式
轨道量子化与定态
玻尔的原子模型 玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔模型的局限性
概述： 本章属于近代物理学的内容之一， 通过本章的学习了解人类探索原子结构的历史及
相关经典实验. 通过对氢原子光谱的分析， 了解原子的能级结构特点和规律.
152第十六章 原 子 结 构
一、 电子的发现及原子核式结构模型
一、 知识图解
汤姆孙实验
电子的发现
密立根油滴实验
汤姆孙模型： “枣糕” 模型
绝大多数α粒子不偏转
主
要
知 α粒子散射实验 少数α粒子发生偏转
识
点
极少数α粒子发生大角度偏转
集中全部正电荷
原子核
数量级为10-15m
卢瑟福的原子核式结构模型
核外电子 （绕核旋转）
二、 重点知识剖析
1. α粒子散射的结果： ①绝大多数 α 粒子直进； ②少数 α 粒子发生大角度偏折； ③极少数 α
粒子甚至被反弹.
2. 对核式结构的理解： ①为理解α粒子散射实验结果而提出； ②与汤姆孙模型不同； ③通过
原子半径数量级10-10m和原子核半径数量级10-15m来理解.
三、 学习方法引导
例题 关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系， 下列说法正确 名师经验谈：应依据
的是 （ ） 人们探测原子的结构
A. 卢瑟福做 α 粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型是错误 的历史进程进行分析
的 判断.
B.卢瑟福认识到汤姆孙 “枣糕模型” 的错误后提出了 “核式结构” 理论
C. 卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性
D.卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的 “核式结构” 理论
解析：由于卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的
分布， 并非是为了验证汤姆孙的 “枣糕模型” 是错误的， A 错误.
卢瑟福并不是认识到 “枣糕模型” 的错误而提出 “核式结构” 理
论， B 错误. 卢瑟福做了 α 粒子散射实验后， 由实验现象提出了
“核式结构” 理论， C错误， D正确.
答案 D
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高中物理公式、 定理、 定律图表
二、 氢原子光谱
一、 知识图解
连续谱： 连续分布的包含一切波段的光
发射光谱
明线光谱： 不连续亮线 （原子光谱）
光 吸收光谱： 连续光谱中某波长的光被吸收后出现的暗线
谱
光谱产生的原理： 电子跃迁
光谱分析： 利用光谱对物质进行化学组成的分析和鉴别方法称为光谱分析
1 21 1 "
巴耳末公式： =R - ， n=3， 4， 5， …
λ 22 n2
主 氢 可见光线
要 原
知 子 R=1.10×107m-1为里德伯常量
识 光
点 谱 红外线、 紫外线、 其他谱线
之一： 稳定性
经典理论的困惑
之二： 分立性
二、 重点知识剖析
1. 光谱： ①通俗地讲， 就是把光按波长展开； ②可利用原子光谱的特征谱线来鉴别物质， 其精
度可达到10-10g； ③明线光谱的特征谱线与吸收光谱刚好对应互补.
2. 经典理论理解原子光谱遇到的问题：
①解释不了整个原子的稳定性； ②解释不了原子光谱的分立性.
三、 学习方法引导
例题 对原子光谱， 下列说法正确的是 （ ）
名师经验谈：各种原
A. 原子光谱是不连续的
子都有自己的特征谱
线， 且特征谱线的位 B. 由于原子都是由原子核和电子组成的， 所以各种原子的原子光
置不同. 特征谱线相当 谱是相同的
于各种原子的 “身份 C. 各种原子的原子结构不同， 所以各种原子的原子光谱也不相同
证” . D. 分析物质发光的光谱， 可以鉴别物质中含哪些元素
解析：原子光谱为线状谱， A正确. 各种原子都有自己的特征谱线，
故B错， C对. 据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组
成， D正确.
答案 ACD
154第十六章 原 子 结 构
三、 玻尔的原子模型
一、 知识图解
轨道量子化与定态
玻尔的基本假设
频率条件： hv=E -E
m n
玻尔理论对氢光谱的解释
主要知识点
弗兰克—赫兹实验
玻尔模型 成功、 局限
二、 重点知识剖析
1. 能级： 量子化的能量值， 所谓 “量子化” 即分立性、 不连续性.
2. 定态： 原子具有确定能量的稳定状态.
3. 基态： 能量最低的状态. 其他状态称为激发态.
4. 跃迁： 属电子行为， 表现为原子能级的变化有能量增减.
三、 学习方法引导
例题1 氢原子的部分能级如图， 已知可见光的 n E/eV
∞ 0
光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间， 由此可推 5 -0.54
知， 氢原子 （ ） 4 -0.85
3 -1.51
A. 从高能级向 n=1 能级跃迁时发出的光的波长
比可见光的短 2 -3.40
B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的频率
比可见光的高 1 -13.60
D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
解析：从高能级向 n=1 能级跃迁时， 光子能量 E≥E
2
-E
1
=10.2 eV，
A正确. 从高能级向n=2的能级跃迁时发出的光子能量E
3
-E
2
≤E≤- 名师经验谈：依据氢
E 即 1.89 eV≤E≤3.40 eV， 可见有一部分光处于紫外线区域， B 原子的能级图求两能
2
错误. 从高能级向 n=3 的能级跃迁时， 光子能量最高 E=-E
3
=1. 级差， 再根据 E＝h淄即
51 eV， 比可见光光子能量小， C错误. 从n=3能级向n=2能级跃迁 可判断.
时， 光子能量E=E-E=1.89 eV， D正确.
3 2
答案 AD
例题2 用频率为v 的光照射大量处于基态的氢原子， 在所发射的
0
光谱中仅能观测到频率分别为酌、 酌、 酌 的三条谱线， 是酌>酌>酌，
1 2 3 3 2 1
则 （填入正确选项前的字母） .
1 1 1
A. 酌 0 <酌 1 B. 酌 3 =酌 2 +酌 1 C. 酌 0 =酌 1 +酌 2 +酌 3 D. 酌 = 酌 + 酌 名师经验谈：根据跃
1 2 3 迁图， 找出三种频率
解析：根据已知条件可画出如右能级跃迁图.
① 光子能量的关系是解
其中①为酌； ②为酌； ③为酌
1 2 3 决本题的关键.
显然有： h酌=h酌+h酌 即酌=酌+酌 故填B. ② ③
3 2 1 3 2 1
155GAOZHONGWULIGONGSHIDINGLIDINGLUTUBIAO
高中物理公式、 定理、 定律图表
四、 高考回眸
1． （2012江苏） 如图所示为某原子的能级图， a、 b、 c为原子跃迁所发出的三 E 1
b
种波长的光， 在下列该原子光谱的各选项中， 谱线从左向右的波长依次增大， 正 E
2
确的是 （ ） a
c
a b c c b a a c b b c a E 1
A B C D
答案： C
解析： 从能级图上可以看出， a光子的能量最大， 光的波长最短， b光子的能量最小， 频率最低，
波长最长， 因此C选项正确.
2. （2012北京） 一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级. 该氢原子 （ ）
A. 放出光子， 能量增加 B. 放出光子， 能量减少
C. 吸收光子， 能量增加 D. 吸收光子， 能量减少
答案： B
解析： 本题属于原子跃迁知识的综合. 原子由高能级3跃迁到低能级2的过程中原子能量减少必
然放出光子， 答案B.
E
3. （2012山东） 氢原子第n能级的能量为E= 1 ， 其中E 为基态能量. 当氢原子由第4能级跃
n n2 1
迁到第2能级时， 发出光子的频率为自； 若氢原子由第2能级跃迁到基态， 发出光子的频率为自， 则
1 2
自
1 = .
自
2
1
答案：
4
E E E E 自 1
解析： 由跃迁理论h自= 1 - 1 ， h自= 1 - 1 ， 则 1 = .
1 16 4 2 4 1 自 4
2
156
