二、原子与原子核的结构ppt配用优秀获奖教案

第一节、电子的发现

【学习目标】

（1）知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分。

（2）知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。

（3）领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。

【自主学习】

一、阴极射线

1、电离：（1）条件：在_______中，气体能够被电离而导电。（2）实质：气体分子中的正、负电荷被_______，气体中出现了_______电荷。

2、气体放电：（1）通常大气中分子的_____很大，电离后的自由电荷运动时会与空气分子碰撞，正负电荷重新______，所以难以形成稳定的气体_____电流。（2）阴极射线：稀薄气体导电可以看到______放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约0.1Pa以下，也就是管内成为通常所说的_______，这时虽看不到辉光，但在阳极上钻一个小孔后，在孔外的玻璃管壁上可看到______，其实质是由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起，这种射线叫做_______ 二、电子的发现

1、汤姆孙的探究方法：（1）让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_______现象，证明它是_______的粒子流并求现了其比荷。（2）换用不同材料的阴极和不同的_______做实验，所得粒子的_______相同。（3）粒子带负电，比荷是氢离子比荷的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子的质量。（4）组成阴极射线的粒子称为_______。

2、结论：（1）研究的新现象：光电效应、_______、β射线。它们都包含电子。（2）结论：强电场电离、正离子轰击、紫外光照射、金属受灼热、入射性物质的自发辐射，都能发射_______的带电粒子—电子。电子是原子的_______，是比原子更_______的物质单元。

3、电子电荷的量子化：（1）电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e=______________ （2）带电体所带电荷量具有_______的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的______。

【典型例题】

如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则（ ）

A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向A A B C．电子束的径迹与AB中的电流方向无关

D．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现

【针对训练】

1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（

）

A．阴极射线的本质是氢原子

B．阴极射线的本质是电磁波

C．阴极射线的本质是电子

D．阴极射线的本质是X射线

2．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（

）

A．阴极射线带负电

B．阴极射线带正电

C．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比大

D．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比小

3．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（

）

A．测得了电子的电荷量

B．提出了电荷分布的量子化观点

C．为电子质量的最终获得做出了突出贡献

D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据

4．如图在阴极射线管（左为负）正上方平行房一根通有强电流的长直导线，则阴极射线将（

）A．向纸内偏转

B．向纸外偏转

C．向下偏转

D．向上偏转

5．一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（

）

A．导线中的电流由A流向B

B．导线中的电流由B流向A

C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现

D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关

6. 如图18-1-5所示，有一电子（电荷量为e）经电压为U0的A

－

－

－

－B

电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，v0 若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：金属板AB的长度。

U0 + + + +

编号：2013（上）G2wl-x-15

第二节、原子的核式结构模型

【学习目标】

（1）了解α粒子散射实验原理和实验现象，知道卢瑟福的原子核式结构的主要内容。

（2）知道原子和原子核的大小数量级，原子核的电荷数，领会原子核式结构提出的思维过程。

【自主学习】

一、α粒子散射实验

1、实验方法：用从放射源发射的α粒子束轰击_______，利用荧光接收，探测通过金箔后的α粒子_______情况。

2、实验目的：α粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有_______作用，一些α粒子的_______改变，也就是发生了α粒子散射，统计散射到各个方向的α粒子_______，即可推知原子中_______的分布情况

3、实验结果：实验发现，α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_______α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_______900，也就是说它们几乎被______________。

二、原子核的电荷与尺度

1、原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的_______相等，非常接近于它们的_______。

2、原子核的组成：原子核是由______和______组成的，原子核的电荷数就是核中的______数。

3、原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为______m，而整个原子半径的数量级是10-10m，可见原子内部是十分“空旷”的。

【典型例题】

例1、在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）

A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的

C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中

例2、

）

A．原子的中心有个核，叫原子核 B

C．原子的全部正电荷和几

D

【问题思考】

1、比较两种原子结构模型。它们各在什么背景下提出的。

2、你认为卢瑟福为什么选用α粒子和金箔作为散射实验的“炮弹”和“靶子”？

【针对训练】

1.在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（ ）

A.全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进

B.绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回

C.少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回

D.全部α粒子都发生很大偏转

2.卢瑟福α粒子散射实验的结果（ ）

A.证明了质子的存在 B.证明了原子核是由质子和中子组成的

C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

D.说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动

3. α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是（ ） A.α粒子与原子核外电子碰撞 B.α粒子与原子核发生接触碰撞

C.α粒子发生明显衍射 D.α粒子与原子核的库仑斥力作用

4.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）

A．只有极少数α粒子发生了大角度散射 B．α粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间

C．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小

D．α粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕模型”

5.下列关于原子核结构的说法正确的是（ ） A．电子的发现说明了原子核内部还有复杂的结构

B．

粒子散射实验揭示了原子具有核式结构

C．

粒子散射实验中绝大多数

粒子发生了大角度偏转

D．

粒子散射实验中有的

粒子生了大角度偏转的原因是

粒子与原子核发生碰撞所致

6.在α粒子散射实验中，并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响，这是因为（ ）

A．电子体积很小，以致α粒子碰不到它 B．电子质量远比比α粒子小，所以它对α粒子运动到影响极其微小 C．α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消 D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零

7.如图所示，为卢瑟福和他的同事们做

粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（ ）

放射源

金箔

荧光屏

A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多。

显微镜B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些。

A

C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。

D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光。

D 8.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子B 的（ ）

C

A．动能最小 B．电势能最小

─

C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小

D．所受金原子核的斥力最大

9.如图所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（ ）

A．α粒子在A处的速度比B处的速度小

B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小

C．α粒子在A、C两处的速度大小相等

D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小

编号：2013（上）G2wl-x-16

第三节、氢原子光谱导学案

【学习目标】

（1）了解光谱、连续谱和线状谱等概念。

（2）知道氢原子光谱的实验规律，知道经典物理的因难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特性。

【自主学习】

一、光谱

1、定义：用光栅或棱镜可以把光按_______展开，获得光的波长（频率）成分和_______分布的记录，即光谱。

2、分类：（1）线状谱：光谱是_______的亮线。（2）连续谱：光谱不是一条条分立的谱线，而是_______的光带。

3、特征谱线：各种原子的发射光谱都是_______，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的_______不同，光谱中的亮线称为原子的______________。

4、光谱的应用：由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来_______物质和确定物质的_______，这种方法称为光谱分析，它的优点是_______高，样本中一种元素的含量达到_______就可以被检测到。

二、氢原子光谱的实验规律

1、巴耳末公式：1/λ=______________（n=3,4,5…）,其中R叫做里德伯常量，数值为R=_______。

2、红外区和紫外区：其谱线也都遵循与巴耳末公式类似的关系式。

三、经典理论的困难：卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验，但是，经典物理学无法解释原子的___ ____性和原子光谱的___ ____特征。

【典型例题】

例1、关于光谱,下面说法中正确的是 ( ) A.炽热的液体发射连续光谱

B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素

C.明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析

D.发射光谱一定是连续光谱

例2、根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的推论是（

）

A．原子十分稳定，原子光谱是连续谱 B．原子十分稳定，原子光谱是线状谱

C．原子很不稳定，原子光谱是连续谱 D．原子很不稳定，原子光谱是线状谱

【问题思考】

1、还一种光谱叫吸收谱，对比线状谱和连续谱，你认为吸收谱是怎样产生的？

2、学完本节，你认为经典物理学又遇到和哪些困难？

【针对训练】

1.下列关于光谱的说法正确的是 ( ) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱

B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定一一对应

C．气体发出的光只能产生线状光谱

D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱

2.下列关于光谱和光谱分析的下列说法正确的是 ( ) A．日光灯产生的光谱是连续光谱

B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素

C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成份

D．连续光谱是不能用来作光谱分析的

3.对原子光谱，下列说法中正确的是（ ）

A.原子光谱是不连续的。

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谱是相同的。

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。

Ｄ.分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素。

4.有关氢原子光谱的说法正确的是 A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光

C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.巴耳末公式反映了氢原子辐射频率的分立特性。

5．下列关于光谱的说法正确的是 （ ）

A．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成。

B．大量的原子发生的光谱是连续谱，少量的原子发生的光谱是线状谱。

C．巴耳末公式11R122n2λ中的n只能取大于等于3的整数

D．气体发出的光可能产生明线光谱，也可能产生暗线谱。

6.原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索____ ___。

7.光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的_______和_______ 的记录。有时只是波长成分的记录。

8.日光灯正常工作时，灯管内的稀薄汞蒸气由于气体放电而发射几种特定的光子.课本上的彩页上有汞的明线光谱彩图.光谱中既有可见光，又有紫外线.其中只有紫外线全被管壁上的荧光粉吸收，并使荧光粉受到激发而发射波长几乎连续分布的可见光.日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是（

）

A.与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱

B.与太阳光光谱相同的光谱

C.连续光谱与汞的明线光谱(除紫外线外)相加的光谱

D.是吸收光谱

编号：2013（上）G2wl-x-17

第四节、波尔的原子模型

【学习目标】

（1）知道玻尔原子理论基本假设的主要内容，了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。（2）能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型，了解玻尔模型的不足之处及其原因。

【自主学习】

一、玻尔原子理论的基本假设

1、玻尔理论的建立背景和观点：（1）经典理论的困难：电子绕原子核做圆周运动辐射能量，最终栽入_______，原子寿命很短，但事实并非如此。随着电子绕核运转的能量越来_______，转动频率越来_______，辐射的能量（发光）频率应_______。但线状谱的存在无法解释。

2、玻尔的观点：玻尔接受普朗克的黑体辐射的_______和爱因斯坦的_______，将能量取_______的观念应用到原子系统。

3、玻尔原子结构假说：（1）轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_______，电子绕原子核运转的半径不是_______，半径的大小符合_______时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_______，不产生_______。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_______，原子的能量也是_______的。（2）几个基本概念：_______的能量值叫做能级。原子具有_______的稳定状态叫定态。能量_______的状态叫做基态。除_______之外的其他状态叫做激发态。（3）频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En）时会辐射出能量为hν的光子。hν=_______，又称为辐射条件。

二、玻尔原子理论的成功和局限性

1、成功方面：（1）运用经典理论和_______确定了氢原子的各个定态的能量，并由此画出其能级图。（2）处于激发态的氢原子向_______跃迁辐射出_______，辐射光子的能量与实际符合得很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是_______的。（3）导出了巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。

2、局限性和原因：（1）成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解释稍微_______的原子的光谱现象。原因是保留了______的观念，把电子的运动仍然看做______描述下的______运动。

三、弗兰克-赫兹实验

1、如果原子的能级是分立的，那么用碰撞的方式使原子吸收的能量，即其他粒子转移给原子的能量，也应该是_______的。

2、1914年，弗兰克-赫兹采用_______轰击_______，发现电子损失的能量，也就是汞原子吸收的能量，是分立的，从而证明汞原子的能量是量子化的。

【典型例题】

例1、氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论下述说法中正确的是（ ）

A．电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大

C．氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大

例2、

图给出氢原子最低的4个能级，在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有P种，其中最小频率为fmin，则（

）

A．P＝5 B．P=6 C．fmin＝1.6×1014Hz。D．fmin＝1.5×1015 Hz

【针对训练】

1．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（ ）

A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值

C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值

2．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ）

A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量

B．原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量

C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子

D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的

3．根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（ ）

A．电子轨道半径越大 B．核外电子的速率越大

C．氢原子能级的能量越大 D．核外电子的电势能越大

4．对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ）

A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设

B．对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同

C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系

D．玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的

5．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中（ ）

A．原子要发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子

C．原子要发出某一频率的光子 D．原子要吸收某一频率的光子

6. 氢原子的核外电子，在由能级较高的定态跃迁到能量较低的定态的过程中（

）

A．辐射光子，获得能量 B．吸收光子，获得能量

C．吸收光子，放出能量 D．辐射光子，放出能量

7. 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时（

）

A.要吸收光子，电子的动能、电势能都增加 B.要吸收光子，电子的动能增加，电势能减少

C.要放出光子，电子的动能增加，电势能减少

D.要放出光子，电子的动能、电势能都减少

8. 如图为氢原子的能级图，若用能量为10.5ev的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子( ) A．能跃迁到n=2的激发态上去 B．能跃迁到n=3的激发态上去

C．能跃迁到n=4的激发态上去 D．以上三种说法均不对