第二章 原子的能级和辐射
(1)若氢原子被激发到主量子数为n 的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：
A ．n-1
B .n(n-1)/2
C .n(n+1)/2
D .n
(2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：
A.R/4 和R/9
B.R 和R/4
C.4/R 和9/R
D.1/R 和4/R
(3)氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为：
A ．3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e 提示：21221~T T n
R R -=-=υ 11hcT E -=
e
E U 10-=∞ (4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：
A ．13.6V 和10.2V;
B –13.6V 和-10.2V; C.13.6V 和3.4V; D. –13.6V 和-3.4V
(5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是：
A.5.291010-⨯m
B.0.529×10-10m
C. 5.29×10-12m
D.529×10-12m
(6)根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则：
A.可能出现10条谱线，分别属四个线系
B.可能出现9条谱线，分别属3个线系
C.可能出现11条谱线，分别属5个线系
D.可能出现1条谱线，属赖曼系
(7)欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）?
A.13.6
B.12.09
C.10.2
D.3.4
(8)氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线？
A.1
B.6
C.4
D.3
(9)氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为:
A .0.66 eV B.12.09eV C.10.2eV D.12.75eV
提示：
莱曼系在紫外区；巴耳末在可见光区；帕邢在红外区；布喇开系在远红外区
(10)用能量为12.7eV 的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）；A.3 B.10 C.1 D.4
提示：只能将其激发到n=3的轨道上。
(11)一能量为2eV 的自由电子被一质子俘获,放出一个光子而形成基态氢原子,则光子的能量为eV:
A ．2； B.2.4 ； C.13.6； D.15.6.
提示：由系统能量守恒6.15)6.13(21=--=-=E E h K ν
（14）已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的―正电
子素‖那么该―正电子素‖由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为：
A ．3∞R /8 B.3∞R /4 C.8/3∞R D.4/3∞R
(15)象μ
-子（带有一个单位负电荷）通过物质时，有些在核附近的轨道上将被俘获而形成μ-原子，那么μ-原子基态轨道半径与相应的电子轨道半径之比为（μ-子的质量为m=206m e ）
A.1/206
B.1/(206)2
C.206
D.2062 提示：222
2044Ze h n r μππε=
(16)电子偶素是由电子和正电子组成的原子，基态电离能量为：
A.-3.4eV
B.+3.4eV
C.+6.8eV
D.-6.8eV
提示：eV hc R 6.13=∞，2
∞∞=+=R m M M R R 或122
2220242)4(2E n
Z h n Z e E n =-=πεμπ (17)根据玻尔理论可知，氦离子H e +的第一轨道半径是：
A ．20a B. 40a C. 0a /2 D. 0a /4 提示：12
2222044a Z n Ze
h n r ==μππε (18)一次电离的氦离子 H e +处于第一激发态（n=2）时电子的轨道半径为：
A.0.53⨯10-10m
B.1.06⨯10-10m
C.2.12⨯10-10m
D.0.26⨯10-10m
(19)假设氦原子（Z=2）的一个电子已被电离，如果还想把另一个电子电离，若以eV 为单位至少需提供的能量为：
A ．54.4 B.-54.4 C.13.6 D.3.4 提示：122
2220242)4(2E n
Z h n Z e E n =-=πεμπ (20）在H e +离子中基态电子的结合能是： A.27.2eV B.54.4eV C.19.77eV
D.24.17eV
提示：相当于电子由无穷远到基态的跃迁放出去的能量。
(21)夫—赫实验的结果表明：
A 电子自旋的存在；
B 原子能量量子化
C 原子具有磁性；
D 原子角动量量子化
(22）夫—赫实验使用的充气三极管是在：
A.相对阴极来说板极上加正向电压,栅极上加负电压；
B.板极相对栅极是负电压,栅极相对阴极是正电压；
C.板极相对栅极是正电压,栅极相对阴极是负电压；
D.相对阴极来说板极加负电压,栅极加正电压
(23）处于基态的氢原子被能量为12.09eV 的光子激发后,其轨道半径增为原来的
A ．4倍 B.3倍 C.9倍 D.16倍
(24）氢原子处于基态吸收1λ=1026Å的光子后电子的轨道磁矩为原来的倍：
A ．3； B. 2； C.不变； D.9
提示：玻尔理论中 n mrV p ==ϕ，eV A fm MeV hc h 09.12103612400=⋅==
λν 则被激发到n=3的轨道上。 n m
e p m e 22==ϕμ
3．计算题
(1)单色光照射使处于基态的氢原子激发,受激发的氢原子向低能级跃迁时可能发出10条谱线.问:①入射光的能量为多少？②其中波长最长的一条谱线的波长为多少？（hc=12400eV·Å） 提示：5102
)1(=⇒=-n n n (2)已知一对正负电子绕共同质心转动会形成类似氢原子结构-正电子素.试求：
①正电子素处于基态时正负电子间的距离；
②n=5时正电子素的电离能（已知玻尔半径0a =0.529Å）. 提示：2
222044Ze h n r μππε=，2∞∞=+=R m M M R R (3)氢原子巴尔末系的第一条谱线与He +离子毕克林系的第二条谱线(6→4)两者之间的波长差是多少?(R H =1.09678×10-3 Å, R He =1.09722×10-3 Å)
(4)设氢原子光谱的巴耳末系的第一条谱线αH 的波长为αλ,第二条谱线βH 的波长为βλ,
试证明:帕邢系的第一条谱线的波长为βαβ
αλλλλλ-=.(2000.上海大学) 解：22321
R R -=α
λ，22421R R -=βλ βαβααββαλλλλλλλλλ-=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=-=1112124312222R R R R βαβαλλλλλ-=∴
填空题 1、在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n = 2的状态， 电子绕质心的轨道半径等于 nm 。 2、氢原子的质量约为____________________ MeV/c 2。 3、一原子质量单位定义为 原子质量的 。 4、电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV 。 5、电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。 6、氢原子 n=2,n φ =1与H + e 离子n=?3,?n φ?=?2?的轨道的半长轴之比a H /a He ?=____,半短 轴之比b H /b He =__ ___。 7、玻尔第一轨道半径是0.5291010-?m,则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=_____,半短轴 b?有____个值，?分别是_____?， ??, . 8、 由估算得原子核大小的数量级是_____m,将此结果与原子大小数量级? m 相比, 可以说明__________________ . 9、提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。 10、钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。 11、锂原子（Z =3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为 eV （仅需两位有效数字）。 12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为——————————————————————————————————————————————。 13、如果考虑自旋, 但不考虑轨道-自旋耦合, 碱金属原子状态应该用量子数———————————— 表示，轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。 14、32P 3/2→22S 1/2 与32P 1/2→22S 1/2跃迁, 产生了锂原子的____线系的第___条谱线的双线。 15、三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度为 。 16、对于氢原子的32D 3/2能级，考虑相对论效应及自旋-轨道相互作用后造成的能量移动与电子动能及电子与核静电相互作用能之和的比约为 。 17、钾原子基态是4s,它的四个谱线系的线系限的光谱项符号,按波数由大到小的次序分别 是______,______,_____,______. (不考虑精细结构，用符号表示). 18、钾原子基态是4S ，它的主线系和柏格曼线系线系限的符号分别是 _________和 __ 。 19、按测不准关系,位置和动量的不确定量 ?x,x p ? 之间的关系为_____ 。 20、按测不准关系,位置和动量的不确定量 ?E,t ? 之间的关系为_____ 。 21、已知He 原子1P 1→1S 0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间距为?~v ，
第一章 原子的位形：卢瑟福模型 一、学习要点 1、原子的质量和大小R ~10-10 m , N A =6.022?1023mol -1,1u=1.6605655?10-27 kg 2、原子核式结构模型 (1)汤姆孙原子模型 (2)α粒子散射实验：装置、结果、分析 (3)原子的核式结构模型 (4)α粒子散射理论： 库仑散射理论公式：2212122 00cot cot cot 12422242 C Z Z e Z Z e a b E m v θθθπεπε===?'? 卢瑟福散射公式：2 221244 01 ()4416sin sin 22Z Z e a d d dN N nAt ntN E A θθπεΩΩ'== 2sin d d πθθΩ= 实验验证:1 422sin ,,Z , ,2A dN t E n N d θρμ --'??∝= ?Ω??，μ靶原子的摩尔质量 微分散射面的物理意义、总截面 24()216sin 2a d d b db σθπθ Ω == ()02 2212244()114416sin 22 Z Z e d a d E Sin σθσθθθπε??≡== ?Ω?? (5)原子核大小的估计: α粒子正入射（0 180θ=）：：2 120Z Z 14m c e r a E πε=≡ ,m r ～10－15－10－14m
第一章自测题 1. 选择题 (1)原子半径的数量级是： A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m (2)原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中： A.绝大多数α粒子散射角接近180? B.α粒子只偏2?～3? C.以小角散射为主也存在大角散射 D.以大角散射为主也存在小角散射 （3）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： A.原子不一定存在核式结构 B.散射物太厚 C.卢瑟福理论是错误的 D.小角散射时一次散射理论不成立 (4)用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？ A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2 (5)动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m ）： A.5.91010-? B.3.01210-? C.5.9?10-12 D.5.9?10-14 (6)如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？ A.2 B.1/2 C.1 D .4 (7)在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？ A. 16 B.8 C.4 D.2 (8）在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为： A ．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8 （9）在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使： A ．质子的速度与α粒子的相同； B ．质子的能量与α粒子的相同； C ．质子的速度是α粒子的一半； D ．质子的能量是α粒子的一半 2. 填空题 （1）α粒子大角散射的结果证明原子结构为 核式结构 . （2）爱因斯坦质能关系为 2 E mc = . （3）1原子质量单位（u ）= 931.5 MeV/c 2. (4) 2 4e πε= 1.44 fm.MeV. 3．计算题 习题1-2、习题1-3、习题1-5、习题1-6.
第二章 原子的能级和辐射 (1)若氢原子被激发到主量子数为n 的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为： A ．n-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n (2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为： A.R/4 和R/9 B.R 和R/4 C.4/R 和9/R D.1/R 和4/R (3)氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为： A ．3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e 提示：21221~T T n R R -=-=υ 11hcT E -= e E U 10-=∞ (4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是： A ．13.6V 和10.2V; B –13.6V 和-10.2V; C.13.6V 和3.4V; D. –13.6V 和-3.4V (5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是： A.5.291010-⨯m B.0.529×10-10m C. 5.29×10-12m D.529×10-12m (6)根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则： A.可能出现10条谱线，分别属四个线系 B.可能出现9条谱线，分别属3个线系 C.可能出现11条谱线，分别属5个线系 D.可能出现1条谱线，属赖曼系 (7)欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）? A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 (8)氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线？ A.1 B.6 C.4 D.3 (9)氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为: A .0.66 eV B.12.09eV C.10.2eV D.12.75eV 提示： 莱曼系在紫外区；巴耳末在可见光区；帕邢在红外区；布喇开系在远红外区 (10)用能量为12.7eV 的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）；A.3 B.10 C.1 D.4 提示：只能将其激发到n=3的轨道上。 (11)一能量为2eV 的自由电子被一质子俘获,放出一个光子而形成基态氢原子,则光子的能量为eV: A ．2； B.2.4 ； C.13.6； D.15.6. 提示：由系统能量守恒6.15)6.13(21=--=-=E E h K ν （14）已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的―正电
第十四章 原子核和放射性 通过复习后，应该: 14-1 如果原子核半径公式为R ×10 -15 A 1/3 〔A 为质量数〕，试计算:①核物质的密度; ②核物质单位体积内的核子数。 解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au ×10 -27A 〔u 为原子质量单位〕，而原子核的半径 R ×10 -15A 1/3 ，则其体积V 为 V =34πR 3 =3 4×××10 -15A 1/3〕3×10 -45A 由密度的定义可得核物质的密度为 ρ=M/ V =1.66×10 -27 A ×10 -45 A kg ·m -3 ≈×10 17 kg ·m -3 ②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为 n =A/ V = A /7.24×10 -45A m -3 =1.38×10 44 m -3 14-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量〔以MeV 为单位〕。 解: 核反响中质量亏损 △m =2m D -m He =〔2×2.013553-4.002603〕u=0.024503u, 对应的能量为 △E =△m ·c 2× 14-3 解释以下名词:〔a 〕同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;〔b 〕核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;〔c 〕半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。 答: 〔a 〕①同位素:原子序数Z 一样而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有一样的位置，这些核素称为同位素。②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。④平均结合能:假设*原子核的结合能为△E ，核子数〔即质量数〕为A ，则两者的比值△E/A 叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度。⑤质量亏损:原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。 〔b 〕①核衰变:放射性核素能够自发地进展多种方式的变化，并释放能量，这种变化称为核衰变。②α衰变:原子核放射出氦核4 2He 〔即α粒子〕的衰变叫做α衰变。③β衰变:它包括β- 、β+ 、电子俘获三种。β- 衰变:当原子核内中子过多，质子偏少时，其中一个 中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子〔即β-粒子〕和一个反中微子，这叫做β- 衰 变。β+ 衰变是:当原子核内质子过多，中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射 出一个正电子和一个中微子，在这个过程中原子核发射出正电子〔即β+ 粒子〕，这叫β+ 衰 变。电子俘获:在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。④γ衰变:原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或基态，这时发射出γ光子，形成γ射线，这种衰变叫做γ衰变。⑤电子俘获:在中子过少的原子核内部，质子也可以俘获一个核外电子，发射一个中微子，而转变为中子，这种衰变叫做电子俘获。⑥内转换:在*些情况下，原子核从激发态向较低能态跃迁时，不辐射出γ光子，而把这时释放的能量直接交给内层电子，使电子从原子中飞出，这种现象称为内转换。 〔c 〕①半衰期:放射性核素在数量上衰变掉一半所经历的时间，叫半衰期，它是一个反映放射性核素衰变快慢的物理量。②平均寿命:对于数量确定的放射性样品，在全部衰变之前，其平均生存的时间叫平均寿命，也是一个反映放射性核素衰变快慢的物理量。③放射性活度:在单位时间内衰变的原子核的个数叫做放射性活度，又叫放射性强度，其大小反映了
原子物理试题集及答案 第一章 填空1、（）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（α粒子散射）。2、原子核式结构模型是（）。3、夫兰克—赫兹实验证明了（）答原子能级的存在。 4、德布罗意波的实验验证是（）答电子衍射实验。选择题 1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）（A ）α粒子散射实验。（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。答（A ） 2、α粒子散射实验实验得到的结果：（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。， （B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。，其中有接近180。的。 （D ）全部α粒子偏转角大于90。答（C ）第二章填空 1、光谱的类型（）光谱、（）光谱，（）光谱。答：线状、带状，连续。 2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（）、（）、（）、（）答；（红、深绿、青、紫） 3、氢原子光谱的前4个谱线系是（）、（）、（）、（）。答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开） 4、玻尔理论的三个假设是（1）、（（2）（）（3）（） 5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况） 6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ） 7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择） 8、氢原子的玻尔半径a 0=,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（） A ，半短轴分别为（）A 、（）A 。
解：根据半长轴20a a n Z =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得 b 1=, b 2= 9在气体放电管中，用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是 （A ） , (B) Ev . （C ） eV 、 eV 、19 eV ，（D ） eV 、 eV 、 eV . 答案(C) 10在气体放电管中，用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3) 问答 5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。 6、在玻尔氢原子中，势能为负值，其绝对值比动能大，它说明什么含义？ 答说明电子被原子核所束缚得很紧，电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。 7、对处于第一激发态（n=2）的氢原子，如果用可见光照射能否例之电离？为什么？答不能。 因为根据玻尔能级跃迁公式， )121( 1 2 2∝-=H R λ 得而可见光中最短波长是所不能使之电离。 8、轻原子被激发到某一能级后，跃迁回到基态一共放出三条谱线，（1）试确定被激发到的能级的主量子数，（2）用能级跃迁图把这三条谱线表示出来，（3）并说明是属于什么线系？答：（1）n=3.
高考综合复习——原子物理 ● 知识网络 考纲要求： 复习指导： 本章所考查内容主要集中在原子的核式结构、玻尔理论、质能方程及核反应方程等知识点；题型以选择题和填空题形式出现。考查范围和题型相对稳定，“考课本”，“不回避陈题”成了本章高考命题的最大特点。本章复习应紧扣课本，突出原子核式结构理论、能级跃迁规律、核反应方程中质量数和核电荷数守恒、α衰变和β衰变的规律、质能方程等知识，且对α、β、γ等粒子的属性也应该有比较清晰的了解。 ●要点精析 ☆原子的核式结构： 1．α粒子散射现象 绝大多数α粒子穿过金箱后仍能沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，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°。
2．原子的核式结构 卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了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所有的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。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。 原子的半径大约是10－10m，原子核的大小约为10－15 m～10－14m。 ☆玻尔的原子模型： 1．玻尔假说的内容： （1）轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值； （2）能量状态量子化：原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量； （3）跃迁假说：原子从一种定态向另一种定态跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量。 2．氢原子能级 （1）氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级。最低的能级状态，即电子在离原子核最近的轨道上运动的状态叫做基态，处于基态的原子最稳定，其他能级叫激发态。 （2）氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能E k和电势能E p的代数和。由和E1＝－13.6 eV可知， 氢原子各定态的能量值均为负值。因此，不能根据氢原子的能级公式得出氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。 （3）氢原子的能级图：
《原子物理学》复习参考答案 一、选择题 1、C 2、B 3、A 4、D 5、A 6、B 7、C 8、C 9、B 10、C 二、填空题 1、结构；性质 2、kg - 27 .1 10 679212 3、核式定态结构模型 4、8000 1 5、电磁辐射（不论在可见区或在可见区以外）的波长成分和强度成分 6、线状光谱；带状光谱；连续光谱 7、-13.6 8、（1）原子只能较长久地停留在一些稳定状态（简称定态）；（2）
原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射的频率是一定的。 9、夫兰克-赫兹 10、???==）.3,2,1(n nh pdq 11、0.041 12、1.24 13、原子实的极化；轨道在原子实中的贯穿 14、1,0,1±=?±=?j l 15、3 16、3 17、电子的轨道运动；电子的自旋运动 18、单层；三层 19、J S X 12+ 20、13S ;01S 21、l s m m l n ,,, 22、抗磁性；顺磁性；铁磁性 23、单层；三层 24、电子在靶上被减速 25、0.0124 26、分子的电子运动状态和电子能级；构成分子的诸原子之间的振动和振动能级；分子的转动和转动能级 27、中微子
28、质子；中子；电子；光子 29、万有引力作用；弱相互作用；电磁相互作用；强相互作用 三、简答题 1、答：玻尔理论中的普遍规律的内容：（1）原子只能较长久地停留在一些稳定状态（简称定态）；（2）原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射的频率是一定的。 2、答：泡利不相容原理：在费米子体系中不允许有两个或两个以上的费米子处在同一个量子态。 3、答：一部分是波长连续变化的，称为连续谱，另一部分是具有各别波长的线状谱，称为标识谱。 4、答：原子核自发地放射 射线的现象称为放射性衰变。 四、计算题 1、
第一章：自旋、宇称、同位旋 自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋，是原子核的最重要的特性之一。 宇称：宇称是微观物理领域中特有的概念。它描写微观体系状态波函数的一种空间反演性质。设某一体系状态的波函数Ψ(x)。当它作空间反演时(即x~-x)，Ψ(一x)=Ψ(x)，我们称这波函数具有正的(或说偶的)宇称，也就是该体系的宇称为正。当Ψ(-x)=-Ψ(x)，则称这波函数具有负的(或说奇的)宇称。 当考虑原子核中的诸核子在某种有心场中独立运动时，则诸核子波函数的宇称由其轨道量子数l决定。原子核波函数可近似地考虑作诸核子波函数的乘积。因此，原子核的宇称πN可看作诸核子的轨道宇称之积: 同位旋：反映自旋和宇称相同、质量相近而电荷数不同的几种粒子归属性质的量子数。粒子的性质之一。 第二章：结合能、液滴模型、结合能的半经验公式 原子核的质量比组成它的核子的总质量小，表明由自由核子结合而成原子核的时候，有能量释放出来。这种表示自由核子组成原子核所释放的能量称为原子核的结合能。核素的结合能用B(Z,A)表示。根据相对论质能关系，它与核素的质量亏损△M(Z,A)的关系是 B(Z,A)= △M(Z,A)c2 液滴模型是早期的一种原子核模型，它将原子核比作一个液滴，将核子比作液体中的分子。从比结合能曲线看出，原子核平均每个核子的结合能几乎是常量。说明核子间的相互作用力具有饱和性，否则B将近似地与A2成正比。这种饱和性与液体中分子力的饱和性类似。二是从原子核的体积近似地正比于核子数的事实知道，核物质密度几乎是常量，表示原子核是不可压缩的，这与液体的不可压缩性类似。由于质子带正电，原子核的液滴模型把原子核当作荷电的液滴。 基于液滴模型，并考虑了对称能和对能，球形原子核的结合能半经验公式是 体积能、表面能、库仑能、对称能、对能 第四章：核力的主要性质 第五章α衰变的能量、库仑势垒、α衰变的量子理论、禁戒因子 α衰变的能量： E d、E k和E R分别为衰变能、a粒子动能和子核(也叫反冲核)的动能，
第二章 原子的能级和辐射 2.1 试计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转动的频率、线速度和加速度。 解：电子在第一玻尔轨道上即年n=1。根据量子化条件， π φ2h n mvr p == 可得：频率 2 1 2 1 1 222ma h ma nh a v πππν= = = 赫兹15 1058.6?= 速度：6 1110188.2/2?===ma h a v νπ米/秒 加速度：2 22 122/10 046.9//秒米?===a v r v w 2.2 试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。 解：电离能为1E E E i -=∞，把氢原子的能级公式2 /n Rhc E n -=代入，得： Rhc hc R E H i =∞ - =)11 1( 2 =13.60电子伏特。 电离电势：60.13== e E V i i 伏特 第一激发能：20.1060.134 34 3)2 11 1( 2 2 =?= = - =Rhc hc R E H i 电子伏特 第一激发电势：20.1011== e E V 伏特 2.3 用能量为12.5电子伏特的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能基跃迁时，会出现那些波长的光谱线？ 解：把氢原子有基态激发到你n=2,3,4……等能级上去所需要的能量是： )11 1( 2 2 n hcR E H - = 其中6.13=H hcR 电子伏特 2.10)21 1(6.132 1=-?=E 电子伏特 1.12)311(6.132 2=-?=E 电子伏特 8.12)4 11(6.132 3=- ?=E 电子伏特 其中21E E 和小于12.5电子伏特，3E 大于12.5电子伏特。可见，具有12.5电子伏特能量的
第六章 在磁场中的原子 基本练习 （1）在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线： A ．0； B.1； C.2； D.3 （2）正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为： A ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同； C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁 （3）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是 A. B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D. B μ2 2. (4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有： A.朗德因子和玻尔磁子 B.磁量子数、朗德因子 C.朗德因子、磁量子数M L 和M J D.磁量子数M L 和M S (5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为： A ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ;0=∆J M 时不出现； C. )(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ； D. )(0);(1πσ=∆±=∆S L M M (6)原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为： A ． B μ315； B. 0； C. B μ25； D. B μ2 15- (7)若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值： A ．1和2/3； B.2和2/3； C.1和4/3； D.1和2 （8）由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值： A ．2； B.1； C.3/2； D.3/4 （9）由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值：】 A ．1； B.1/2； C.3； D.2 （10）如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值： A.2/3； B.1/3； C.2； D.1/2 （11）某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为： A ．2个； B.9个； C.不分裂； D.4个 （12）判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的： A.4D 3/2分裂为2个； B.1P 1分裂为3个； C.2F 5/2分裂为7个； D.1D 2分裂为4个 (13)如果原子处于2P 3/2态，将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为： A.3个 B.2个 C.4个 D.5个 (14)态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级? A.3个 B.5个 C.2个 D.4个 (15)钠黄光D 2线对应着32P 3/2→32S 1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂： A.3条 B.6条 C.4条 D.8条
原子核物理复习资料归纳整理名词解释 1、核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。 2、衰变常量：衰变常量是在单位时间内每个原子核的衰变概率。 3、半衰期：半衰期是放射性原子核数衰减到原来数目的一半所需的时间。 4、平均寿命：平均寿命是指放射性原子核平均生存的时间。 5、放射性活度：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性核素的衰变率，叫衰变率。 6、放射性：原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。 7、放射性核素：能自发的放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫做不稳定核素。 8、核衰变：原子核衰变是指原子核自发的放射出α或β 等粒子而发生的转变。 9、衰变能：原子核衰变时所放出的能量。 10、核素：具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核，称为一种核素。 11、同位素：质子数相同，中子数不同的核素。 12、同中子素：中子数相同，质子数不同的核。 13、同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素 14、同核异能素：质量数和质子数相同而能量状态不同的核素。 15、镜像核：质子数和中子数呼唤的一对原子核。 16、质量亏损：组成某一原子核的核子质量与该原子核质量之差。 17、核的结合能：自由核子组成原子核所释放的能量。 18、比结合能：原子核平均每个核子的结合能。
19、最后一个核子的结合能：是一个自由核子与核的其余部分组成原子核时，所释放的能量。 20、内转换现象：跃迁时可以把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 21、内转换现象：原子核从激发态到较低的能态或基态的跃迁时把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 22、内转换电子：内转换过程中放出来的电子。（如果单出这个就先写出内转换现象的定义） 23、内电子对效应： 24、级联γ辐射的角关联：原子核接连的放出的两个γ光子，若其概率与这两个γ光子发射方向的夹角有关，即夹角改变时，概率也变化，这种现象称为级联γ辐射角关联，亦称γ-γ角关联。 25、穆斯堡尔效应：原子核辐射的无反冲共振吸收。 26、核的集体模型：每个核子在核内除了相对其它核子运动外，原子核的整体还发生振动与转动，处于不同运动状态的核，不仅有自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量都是分立的，因而形成能级。 27、核反应：原子核与原子核，或者原子核与其他粒子之间的相互作用引起的各种变化。 28、核反应能：核反应过程中释放的能量。 29、核反应阈能：在L系中能够引起核反应的入射粒子最低能量。 30、核反应截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率。（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。）σ＝单位时间发生的反应数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数） 31、核反应微分截面：σ（θ，φ）＝单位时间出射至（θ，φ）方向单位立体角内的粒子数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数） 简答题 1、什么是穆斯堡尔效应？为何同一个核的γ共振吸收很难观测到？ 答：将放射的γ光子与吸收γ光子的原子核束缚在晶格中，当γ光子的能量满足一定条件时，遭受反冲的不是单个原子核，而是整块晶体的质量远大于
原子结构 一、真题精选（高考必备） 1．（2022·北京·高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ） 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 2．（2020·北京·统考高考真题）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于3n =能级上，下列说法正确的是（ ） A ．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B ．从3n =能级跃迁到1n =能级比跃迁到2n =能级辐射的光子频率低 C ．从3n =能级跃迁到4n =能级需吸收0.66eV 的能量 D ．3n =能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量 3．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子。氢原子第n 能级的能量为12n E E n =，其中113.6eV E =-。图是按能量排列的电磁波谱，要使20n =的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ） A ．红外线波段的光子 B ．可见光波段的光子 C ．紫外线波段的光子 D ．X 射线波段的光子 4．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n =3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态 5．（2010·重庆·高考真题）氢原子部分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（）A．红、蓝靛B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝靛、紫 6．（2022·重庆·高考真题）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（）
原子物理 知识要点 第一节 电子的发现与汤姆孙模型 1、阴极射线 2、汤姆孙的研究 3. 汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。 第二节 原子的核式结构模型 1、粒子散射实验原理、装置 （1）粒子散射实验原理： （2）粒子散射实验装置 主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜几部分组成。 （3）实验的观察结果 入射的 粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。 2、原子的核式结构的提出 三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？ （1） 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？ （2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ 小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些 粒子在原子中某个地方 受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 ①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。 ②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 ③极少数粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。 3、原子核的电荷与大小 4.卢瑟福原子核式结构模型 第三节 波尔的原子模型 卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 1、玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：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。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的） （2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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 为普朗克恒量）（本假设针 对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：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。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充） 2、玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式： 轨道半径： n=1，2，3……能 量： n=1，2，3……式中r 1、E 1、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，r n 、E n 分别代表第n 条可能轨道的半径和电子在第n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。 3、氢原子的能级图
原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与 温度有关。 2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点吸收反射特点 一般物体辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1）温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释）。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．ν εh =) 10 63 .6 (34叫普朗克常量 s J h⋅ ⨯ =-。由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。
5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。发 射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出: ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h=6.63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率； ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收，吸收的过程是瞬间的（不超过10-9s ）。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子，不会有一个电子连续吸收多个光子的情况，该过程需要克服金属内部原子束缚做功（逸出功W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出，否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。由能量守恒可得光电效应方程: 0W h E k -=ν ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率)．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目。 若ν≥c ν，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν＜c ν，则无论怎样增加光照强度，也不会有光电效应产生 知识拓展之光电管的伏安特性曲线：在光照条件不变时，若正向电压升高，则电路中的光电流会随之变大，当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加，该电流叫饱和电流。饱和电流大小反映了入射光的强度（光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中的光电流会随之变小，当反向电压达到某值后，电路中的电流变为零，这个电压叫遏止电压。遏止电压只与入射光频率有关。 e W e h U c 0-=ν0(W h E k -=ν由）得出和00W h eU E eU c k c -=-=-ν
高考物理近代物理知识点之原子结构知识点总复习含答案解析(6) 一、选择题 1．氢原子从能量为m E 的较高激发态跃迁到能量为n E 的较低激发态，设真空中的光速为c ，则氢原子 A ．吸收光子的波长为() m n c E E h - B ．辐射光子的波长为 () m n c E E h - C ．吸收光子的波长为n m ch E E - D ．辐射光子的波长为 n m ch E E - 2．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（ ） A ．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力 B ．电子只能在一些不连续的轨道上运动 C ．电子在不同轨道上运动时能量不同 D ．电子在不同轨道上运动时静电引力不同 3．一个氢原子从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 4．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n =4能级向n =2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，则 A ．改用从n =4能级向n =1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K 发生光电效应 B ．改用从n =3能级向n =1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K 发生光电效应 C ．改用从n =4能级向n =1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变 D ．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大 5．下列说法正确的是
A ．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定 B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变 C ．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子 D ．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化 6．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A ．吸收光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．放出光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少 7．下列说法正确的是（ ） A ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 B ．一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线 C ．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒 8．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误．． 的是（ ） A ．用能量为14.0eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 B ．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应 C ．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV D ．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 9．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为1 2 n E E n ，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ． 114 E B ． 134 E C ． 178 E D ． 11 16 E 10．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )
高考综合复习——原子结构原子核专题复习 总体感知 知识网络 第一部分原子结构 知识要点梳理 知识点一——原子的核式结构模型 ▲知识梳理一、电子 的发现 1．阴极射线的发现19世纪，科学家研究稀薄气体放电，发现阴极发出一种射线——阴极
射线。 2．电子的发现 汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定出它的荷质比，之后用油滴实验测定了它的电量，确定它是组成各种物质的基本成分，称之为电子。 3．电子的发现说明原子也是有结构的。 二、原子的核式结构模型 粒子散射实验 （1）实验装置 （2）实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径。全部设备装在真空环境中，因为粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米。显微镜可在底盘上旋转，可在的范围内进行观察。 （3）实验现象 绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转，个别粒子偏转超过了有的甚至近。 （4）实验结论 原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子绕核运转。——这就是卢瑟福原子核式结构模型。 根据粒子散射实验的数据，可以估算原子核的大小为～m。 ▲疑难导析 1．英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示。 从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过后沿直线打在荧光屏上。 （1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件时，则阴极射线不发生偏转。则：。 （3）如图所示，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为： ，又因为，且 则，根据已知量，可求出阴极射线的比荷。 2．粒子散射现象的分析 （1）由于电子质量远远小于粒子的质量（电子质量约为粒子质量的1/7 300），即使粒子碰到电子，其运动方向也不会发生明显偏转，就像一颗飞行的子弹碰到尘埃一样，所以电子不可能使粒子发生大角度的散射。 （2）使粒子发生大角度散射的只能是原子核带正电的部分，按照汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消，因而也不可能使粒子发生大角度偏转，更不可能把粒子反向弹回，这与粒子散射实验的结果相矛盾，从而否定了汤姆孙的原子模型。 （3）实验中，粒子绝大多数不发生偏转，少数发生较大的偏转，极少数偏转，个别甚至被弹回，都说明原子中绝大部分是空的，带正电的物质只能集中在一个很小的体积内（原子核）。 3．粒子散射的实质 粒子散射的实质是带正电荷的粒子向固定的正电粒子靠近，由于斥力的作用，使粒子偏转，此过程中，开始电场力做负功，电势能增加，后来电场力做正功，电势能减小。 ：卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出（） A．原子的核式结构模型 B．原子核内有中子存在 C．电子是原子的组成部分 D．原子核是由质子和中子组成的