高中物理-原子结构+练习
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高中物理
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原子结构
+
练习
一、研究进程
汤姆孙（糟糕模型）
→
卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）
→
波尔量子化模型
→
现代原子模型（电子云模型）
二、α
粒子散射实验
a
、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏
b
、实验的结果：
绝大多数α
粒子基本上仍沿原来的方向前进
,
少数
α
粒子
(<
/p>
约占八千分之一
)
发生了大角度偏转
,
甚至超过了
90
o
。
C
、卢瑟福核式结构模型内容：
①
在原子的中心有一个很小的原子核
,
②
原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里
,
③
带负电的电子在核外空间里旋转。
原子直径的数量级为
10
c
、卢瑟福对实验结果的解释
电子对α粒子的作用忽略不计。
因为
原子核很小
,
大部分α粒子穿过原子时离原子核很远
,
受到较小的库仑斥力
,
运动几乎不
改变方向。
极少数α粒子
穿过原子时离原子核很近
,
因此受到很强的库仑斥力
,
发生大角度散射。
d
、核式结构的不足
认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。
三、氢原子光谱
1
< br>、公式：
10
m
,
而原子核直径的数量级约为
10
< br>
15
m
。
1
R
(
1
1
<
/p>
)
m=1<
/p>
、
2
、
3
……
,
对于每个
m,
n=m+1,m+2,m+3
……
m
2
n
2
m=2
时
,
对应巴尔末系
,
其中有四条可见光
,
一条红色光
、一条是蓝靛光、
另外两条是紫光。
1
2<
/p>
、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱
,
比如霓虹灯发光。
3
、吸收
光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。
吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱）
4
、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。（明线光谱中的亮线与吸收
光谱中的暗线相
对应
,
只是通常在吸收
光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些）
5
、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。
6
、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱
。
三、波尔模型
< br>1
、电子轨道量子化
r=n
2<
/p>
r
1
, r
1
=0.053nm
——针对原子的核式结构模型提出。
电子绕核旋转可能的轨道是分立的。
2
、原子能量状态量子化（定态）假设——针对原子稳定性提出。
电子在不同的轨道对应原子具有不同的能量。原子只能处于一系列
不连续的能量状态中
,
这些状态中原子
是稳定的
,
电子虽然绕核旋转
,
但不向外辐射能量
,
这些状态叫定态。
取氢原子电离时原子能量为
0,
用定积分求得
E
1
=
-13.6ev.
E
n
E
1
,E
1
=
—
13.6ev
2
< br>n
3
、原子跃迁假设（针对原子的线状谱提出）
电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时
,
会放出光子。
电子吸收
光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。
hv
E
初
-
E
末
。
注：电子只
吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。如果要使电子电离
,
光子的能量
与氢原子能量之和大于等于零即可。
4
、局限性
保留了经典粒子的观念
,
把电子的运动仍然看成经典力学描述下
轨道运动
,
没有彻底摆脱经
典理论的框
架。
→
无法解释较为复杂原子的光谱。
5
、现代原子模型：
电子绕核运动形成一个带负电荷的云团
,
对于具有波粒
二象性的微观粒子
,
在一个确定
时刻其
空间坐标与动量不能同时测准
,
这是德国物理学家海森堡在
1927
年提出的著名的测
不准原理。
2