新人教版(新教材)学案：高中第4章原子结构和波粒二象性章末综合提升学案选择性必修3(物理)

第四章原子结构和波粒二象性1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 -2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 15 -4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 26 -5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 39 -章末复习提高................................................................................................................ - 47 -1. 普朗克黑体辐射理论2. 光电效应一、能量量子化1．黑体辐射(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

(2)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。

第四章测评（时间:60分钟满分：100分）一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。

美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖。

假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后,电子向某一个方向运动,光子沿另一方向散射出去,则这个散射光子跟原来的光子相比（）A。

频率变大B。

动量变大C.光子能量变大D.波长变长,遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止,被碰后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小。

故选项D正确。

2.电子显微镜的最高分辨率高达0。

2 nm，如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将(）A。

小于0.2 nm B.大于0。

2 nmC。

等于0。

2 nm D.以上说法均不正确由λ=ℎ知,如果把质子加速到与电子相同的速度,因质子的质量更ℎ大，则质子的波长更短,分辨能力更高。

3.下列对于氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B。

氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C。

氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关的谱线，即产生一些特殊波长的光，A选项错误;氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线，B选项正确；氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱,光谱都不是连续的，与亮度无关,C选项错误；氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关,D选项错误。

4。

(2020上海黄浦区二模)不带电的锌板和验电器用导线相连。

若用甲灯照射锌板，验电器的金属箔片不张开；若用乙灯照射锌板，验电器的金属箔片张开,如图所示。

则与甲灯相比，乙灯发出的光（)A.频率更高B。

波长更大C。

光强更强 D.速率更大限频率才能产生光电效应;由题干知甲灯照射不能发生光电效应,乙灯照射可以发生光电效应,则乙灯发出的光频率比甲发出的高，故A正确，B、C、D错误。

第四章原子结构和波粒二象性1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 -2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 15 -4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 26 -5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 39 -章末复习提高................................................................................................................ - 47 -1. 普朗克黑体辐射理论2. 光电效应一、能量量子化1．黑体辐射(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

(2)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。

第四章 4A 组·基础达标1．关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是( )A ．原子可以处于连续的能量状态中B ．原子的能量状态不是连续的C ．原子中的核外电子绕核做变速运动一定向外辐射能量D ．原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的【答案】B 【解析】玻尔依据经典物理在原子结构问题上遇到了困难，引入量子化观念建立了新的原子模型理论，主要内容为：电子轨道是量子化的，原子的能量是量子化的，处在定态的原子不向外辐射能量．由此可知B 正确．2．(多选)如图所示为氢原子的能级图，A 、B 、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中( )A ．频率最大的是BB ．波长最长的是C C ．频率最大的是AD ．波长最长的是B【答案】AB 【解析】由ΔE ＝hν＝hc λ可知，B 频率最大，C 波长最长．3．用能量为12.30 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁说法正确的是( )A ．电子能跃迁到n ＝2的能级上去B ．电子能跃迁到n ＝3的能级上去C ．电子能跃迁到n ＝4的能级上去D ．电子不能跃迁到其他能级上去【答案】D 【解析】根据玻尔理论，即能级是量子化的．因此只有那些能量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子所吸收，使氢原子发生跃迁．当氢原子由基态向n ＝2、3、4轨道跃迁时吸收的光子能量分别为ΔE 21＝－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.20 eV ，ΔE 31＝－1.51 eV －(－13.6 eV)＝12.09 eV ，ΔE 41＝－0.85 eV －(－13.6 eV)＝12.75 eV ，而外来光子的能量12.30 eV 不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子所吸收而发生能级跃迁，选项D 正确．4．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2C ．吸收光子的能量为hν2－hν1D ．辐射光子的能量为hν2－hν1【答案】D 【解析】氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光，说明能级m 高于能级n ，E m －E n ＝hν1，而从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光，说明能级k 也比能级n 高，E k －E n ＝hν2，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2>hν1，因此能级k 比能级m 高，所以若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1．5．氢原子中巴耳末系中最短波长是( )A ．4RB ．43R C ．R D ．R 2 【答案】A 【解析】根据巴耳末公式有1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，解得λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，当时n ＝∞，波长最短，即最短波长为114R ，A 正确，B 、C 、D 错误． 6．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示.( )A ．红、蓝—靛B ．黄、绿C ．红、紫D ．蓝—靛、紫【答案】A 【解析】根据跃迁假设，发射光子的能量hν＝E m －E n .如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV 的光子，由表格数据判断出它不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV 、10.2 eV 、1.89 eV 的三种光子，只有1.89 eV 的光属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV 、12.09 eV 、10.2 eV 、2.55 eV 、1.89 eV 、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和2.55 eV 的光属于可见光，1.89 eV 的光为红光，2.55 eV 的光为蓝—靛光，选项A 正确．7．(多选)根据玻尔理论，氢原子中量子数n 越大( )A ．电子的轨道半径越大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【答案】ACD 【解析】根据玻尔理论，氢原子中量子数n 越大，电子的轨道半径就越大，A 正确；核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力k e 2r 2＝m v 2r，则半径越大，速率越小，B 错误；量子数n 越大，氢原子所处的能级能量就越大，C 正确；电子远离原子核的过程中，电场力做负功，电势能增大，D 正确．8．(多选)已知氢原子的能级图如图所示，现用光子能量介于10～12.9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是( )A ．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B ．在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C ．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D ．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种【答案】BC 【解析】根据跃迁规律hν＝E m －E n 和能级图，可知A 错误，B 正确；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n ＝4的能级，能发射的光子的波长有C 24＝6种，故C 正确，D 错误．9．(多选)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 ．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关 【答案】BC 【解析】由于氢原子发射的光子的能量E ＝E n －E m ＝1n 2E 1－1m 2E 1＝m 2－n 2n 2m 2E 1，所以发射的光子的能量值E 是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故A 错误，B 正确．由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级E n ＝1n 2E 1，故氢原子的能级是不连续的，而是分立的，故C 正确．当氢原子从较高轨道第n 能级跃迁到较低轨道第m 能级时，发射的光子的能量为E ＝E n －E m ＝1n 2E 1－1m 2E 1＝m 2－n 2n 2m 2E 1＝hν，显然n 、m 的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故D 错误．故选BC ．10．如图所示是氢原子的核外电子从量子数为n ＝3,4，…能级跃迁到n ＝2能级时发出的一系列谱线．则下列说法正确的是( )A ．图中氢原子的H β谱线是氢原子的核外电子从量子数为n ＝3的能级跃迁到n ＝2能级时发出的谱线B ．图中氢原子的H β谱线是氢原子的核外电子从量子数为n ＝4的能级跃迁到n ＝2能级时发出的谱线C ．图中氢原子的H β谱线是氢原子的核外电子从量子数为n ＝5的能级跃迁到n ＝2能级时发出的谱线D ．图中氢原子的H β谱线是氢原子的核外电子从量子数为n ＝6的能级跃迁到n ＝2能级时发出的谱线【答案】B 【解析】β谱线的波长是486.27 nm ，E β＝hc λβ＝2.556 eV ，根据E n ＝1n 2E 1，则E 2＝122E 1＝－3.4 eV ，所以氢原子的β谱线是氢原子的核外电子的能量E β′＝E 2＋E β＝－3.4 eV ＋2.556 eV ＝－0.844 eV ＝116E 1，氢原子的β谱线是氢原子的核外电子从量子数为n ＝4的能级跃迁到n ＝2能级时发出的谱线．B 组·能力提升11．氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，问：(1)氢原子在n ＝4的定态上时，可放出几种光子？(2)若要使处于基态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射此原子．解：(1)原子处于n ＝1的定态，这时原子对应的能量最低，这一定态是基态，其他的定态均是激发态．原子处于激发态时不稳定，会自动地向基态跃迁，而跃迁的方式多种多样，当氢原子从n ＝4的定态向基态跃迁时，可释放出6种不同频率的光子．(2)要使处于基态的氢原子电离，就是要使氢原子第一条可能轨道上的电子获得能量脱离原子核的引力束缚，则hν≥E ∞－E 1＝13.6 eV ＝×10－18 J ， 即ν≥E ∞－E 1h＝错误! Hz ＝×1015 Hz. 12．氢原子能级跃迁如图所示，由图求：(1)如果有很多氢原子处于n ＝3的能级，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁？出现几种不同光谱线？(2)如果用动能为11 eV 的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？(3)如果用能量为11 eV 的外来光去激发处于基态的氢原子，结果又如何？解：(1)对于处于n ＝3的很多氢原子而言，在它们回到n ＝1的基态时，可能观测到三种不同频率的光谱线，其频率分别为×1015 Hz 、×1014 Hz 、×1015Hz.(2)从氢原子能级图可以推算出：氢原子从n ＝1的能级激发到n ＝2的能级时所需吸收的能量ΔE 21＝E 2－E 1＝－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV ，如果氢原子从n ＝1的能级激发到n ＝3的能级，那么所需吸收的能量为ΔE 31＝E 3－E 1＝－1.51 eV －(－13.6 eV)＝12.09 eV ，因为外来电子的能量E 电＝11 eV ，和上述计算结果相比较可知ΔE 21<E 电<ΔE 31，所以具有11 eV能量的外来电子，只能使处于基态的氢原子激发到n＝2的能级，这时外来电子剩余的动能为：E外－ΔE21＝(11－10.2)eV＝0.8 eV.(3)如果外来光子的能量E光＝11 eV，由于光子能量是一个不能再分割的最小能量单元，当外来光子能量不等于某两级能量差时，则不能被氢原子所吸收，氢原子也不能从基态激发到任一激发态．。

核心素养提升情境1荧光粉——科学思维荧光粉是一种能将外部能量转变为可见光的发光材料，是照明、显示领域中重要的支撑材料，它是现代生活中极其重要的材料．本题以荧光粉的发光原理为背景，主要考查学生对跃迁规律的掌握．1．(多选)目前用于照明用的荧光粉，大部分是粉末状的以汞原子发出的紫外线为激发源的光致发光荧光粉．它们是利用氧化物晶体中孤立离子的电子跃迁来发光的．简要原理如下：在玻璃管中两极间加电压，使电子发射出来，撞击汞原子发出紫外线，紫外线照射到荧光粉上发出可见光．已知汞原子可能的能级为E1＝－10.4 eV，E2＝－5.5 eV，E3＝－2.7 eV，E4＝－1.6 eV，其紫外线主要是从E2到E1能级跃迁时放出的，某荧光粉在经此紫外线照射后发出540 nm的绿光．已知h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，c＝3.0×108m/s，下列说法中正确的是( )A．要使得汞原子产生紫外线，电子能量必须等于4.9 eVB．汞原子发出的紫外线的波长为253.7 nmC．大量处于n＝5能级的汞原子，可以发出10种不同的光子D．荧光粉发出的绿光可能使处于基态的汞原子的能级跃迁到更高状态情境2测温枪：光电效应——科学探究本题以测温枪的工作原理为背景，考查光电效应的相关内容，与生活实际结合紧密，以物理核心素养为导向，加强学生的科学探究能力．2．(多选)额温枪是新冠病毒防控的重要装备之一，其原理为：人体辐射的红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出人体的温度．已知人的体温正常时能辐射波长约为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，c＝3.0×108m/s.则( )A．波长10 μm的红外线在真空中的频率为3×1013HzB．将图甲中的电源正负极反接，一定不会产生电信号C．由图乙可知，产生的光电子最大初动能为2 eVD．由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功约为1.67×10－20J情境3红外线测温仪——科学思维本题以红外线测温仪为背景，考查氢原子能级跃迁规律，与生活实际紧密结合，加强学生解决实际问题的能力．3．[2023·河南南阳高二下联考](多选)红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中发挥了重要作用．红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号．图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光在真空中的速度c＝3.0×108m/s，下列说法正确的是( )A.红外线光子能量的最大值约为1.64 eVB．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉C．大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2种频率的红外线D．大量处于n＝2激发态的氢原子吸收能量为2.86 eV的光子后，辐射出的光子可能被红外线测温仪捕捉情境4光控继电器——科学探究本题以光控继电器为背景考查光电效应规律的探究过程，紧密联系生活实际，加强学生的探究能力．4．[2023·重庆高二下期中]如图甲所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．其原理是：当光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住．当光照消失时，电路中电流消失，衔铁N自动离开M.(1)图甲中，为了尽可能增大光电流，a端应是电源的________(填“正”或“负”)极．(2)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是________．A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不变D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大(3)已知用光照强度为J a的a光和光照强度为J b的b光照射该光电管，分别产生的光电流I随电源电压U的关系如图乙所示[其中电源按(1)问连接时电压为正]，且在电源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成正比．则a光的频率________(填“大于”“小于”或“等于”)b光的频率．实验发现，用光照强度为J a的a光照射该光电管时，电压须大于＋0.2 V，继电器才能将衔铁吸附．若用光照强度为J b的b光照射该光电管，调整电源电压，当继电器刚好不能将衔铁吸附时，电源电压为________ V(需指出正负)；若将电源电压调整为＋1.6 V，用a光照射该光电管，能使继电器将衔铁吸附的最小光强为________ J a(结果保留两位有效数字).。

5粒子的波动性和量子力学的建立课后·训练提升基础巩固一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.下列说法正确的是()A.光子与光电子是同一种粒子B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光具有粒子性又具有波动性,这种波不是电磁波D.宏观物体也有波动性,这种波就是机械波答案:B解析:光子是光,光电子是金属表面在光的照射下发射出来的电子,两者并不是同一种粒子,故选项A错误;能量守恒和动量守恒是自然界的基本规律,光子与物质微粒发生相互作用时也要遵循,故选项B正确;光子既具有粒子性又具有波动性,这种波是电磁波,故选项C错误;宏观物体是物质波,故选项D错误。

2.下图是新型冠状病毒的电子显微镜照片,根据所学知识分析图中“100”的单位是()A.nmB.mmC D.m答案:A解析:电子显微镜是利用电子束代替光束,利用电子的波动性进行观测的工具,分辨率大约是0.2nm,故题图中100的单位应该是nm,选项A正确,B、C、D错误。

3.法国物理学家德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与它对应,波长λ=,人们把这种波称为物质波,也叫德布罗意波。

如果有两个电子的速度分别为v1和v2,且v1=2v2,则这两个电子对应的德布罗意波的波长关系为() A.λ1∶λ2=1∶2 B.λ1∶λ2=4∶1C.λ1∶λ2=2∶1D.λ1∶λ2=1∶4答案:A解析:两个电子的速度之比v1∶v2=2∶1,则两个电子的动量之比p1∶p2=2∶1,故由λ=可得两个电子的德布罗意波长为λ1∶λ2=1∶2,故选项A正确,B、C、D错误。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)4.下列关于实物粒子、光的波粒二象性说法正确的是()A.对于同种金属产生光电效应时,照射光的频率越大,逸出光电子的最大初动能也越大B.德布罗意首先提出了物质波的猜想,而电子衍射实验证实了他的猜想C.人们常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象答案:ABC解析:照射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,选项A正确;德布罗意首先提出了物质波的猜想,之后电子衍射实验证实了他的猜想,选项B正确;由德布罗意波长公式λ=计算出的热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同,所以可通过热中子的晶体衍射图案,研究晶体结构,选项C正确;门镜是利用光的折射来扩大视野的,选项D错误。

第四章原子结构和波粒二象性本章复习提升易混易错练易错点1 不明确氢原子能级跃迁时吸收能量的规律1.(2020甘肃静宁一中高二下月考,)(多选)欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是( )A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用11eV的电子碰撞2.(2020河南郑州中牟一中高二下月考,)(多选)如图所示为氢原子的能级示意图,假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。

则对3000个处于n=4能级的氢原子,下列说法正确的是( )A.向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量可以是任意值B.向低能级跃迁时,向外辐射的光子能量的最大值为12.75eVC.辐射的光子的总数为5500个D.吸收能量大于1eV的光子时能电离易错点2 不明确一个原子与一群原子的区别3.()图中画出了氢原子的4个能级,并注明了相应的能量E, 处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出若干种不同频率的光波。

已知金属钾的逸出功为2.22eV,在这些光波中,能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 ( )A.2种B.3种C.4种D.1种4.(2020河北承德一中高二下月考,)按照玻尔的理论,氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。

当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时,下列说法正确的是( )A.氢原子系统的电势能增加,电子的动能增加B.氢原子系统的电势能减小,电子的动能减小C.氢原子可能辐射6种不同波长的光D.氢原子可能辐射3种不同波长的光易错点3 不明确饱和电流与入射光、正向电压的关系5.(2020四川威远中学校高三月考,)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应。

对于这两个过程,下列四个物理量中,可能相同的是( )A.遏止电压B.饱和电流C.光电子的最大初动能D.逸出功6.(2020湖南长沙高三期末,)如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则( )A.若仅增大光照强度,电路中光电流一定增大B.若仅将电源极性反接,电路中一定没有光电流C.若仅换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K,电路中一定没有光电流D.若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动,电路中光电流一定增大易错点4 不能正确进行玻尔假设的迁移与应用7.(2019百校联盟高二期中,)原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子,例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子。

原子的核式结构模型课程标准素养目标1.了解人类探索原子及其结构的历史.2.知道原子的核式结构模型。

1。

理解原子的核式结构模型及原子核、核外电子的概念。

(物理观念) 2.能对α粒子散射实验现象进行解释.(科学思维)3.知道电子的发现过程并对α粒子散射实验的过程和结果进行交流、评估、反思.（科学探究）必备知识·素养奠基一、电子的发现提示：说明阴极射线带负电。

1。

汤姆孙的探究:（1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据偏转情况,证明它是B （A。

带正电B。

带负电）的粒子流并求出了它的比荷。

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同。

证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。

（3）进一步研究新现象,不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射,都能发射同样的带电粒子——电子。

由此可见,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元。

2。

密立根“油滴实验”：(1）精确测定电子电荷。

(2)电荷是量子化的。

3。

电子的有关常量：二、汤姆孙的原子模型1。

汤姆孙原子模型:汤姆孙于1898年提出了原子模型,他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中,有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型"或“枣糕模型”。

2.α粒子散射实验：（1)实验装置。

（2)实验现象.①绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进;②少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。

（3）实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。

三、卢瑟福的核式结构模型根据核式结构模型，原子的组成微粒是什么?它们的大小尺度是怎样的?提示:原子核和核外电子。

原子半径的数量级为10-10 m,原子核半径的数量级为10—15 m.1。

核式结构模型：1911年由卢瑟福提出,原子中带正电的部分体积很小,但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。

学习目标：1．[物理观念]知道光谱、连续谱、线状谱及玻尔原子理论基本假设的内容，了解能级、能级跃迁、能量量子化、基态、激发态等概念和相关的实验规律。

2.[科学思维]掌握氢原子光谱的实验规律和氢原子能级图，理解理论的局限性与不足，能用原子能级图分析、推理、计算，提高解决问题的能力。

3.[科学探究]通过对氢原子光谱实验规律的探究及玻尔理论的理解，揭示物理现象的科学本质，提高探究能力。

4.[科学态度与责任]学会用事实说话，坚持实事求是的科学态度，体验科学家的艰辛，激发探索科学规律的热情。

阅读本节教材，回答第84页“问题”并梳理必要的知识点。

教材P84“问题”提示：每种原子都有自己的特征谱线，食盐钠原子能发出黄色频率的光线。

一、光谱及氢原子光谱的实验规律1．光谱(1)定义：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

(2)分类○1线状谱：有些光谱是一条条的亮线，叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱。

○2连续谱：有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，叫作连续谱。

○3特征谱线气体中中性原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线。

(4)光谱分析○1定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分。

○2优点：灵敏度高。

说明：同一种原子可以发射和吸收同一种频率的谱线。

2．氢原子光谱的实验规律和经典理论的困难(1)氢原子光谱的实验规律○1巴耳末公式1λ＝R∞⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2n＝3，4，5，…○2意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。

(2)经典理论的困难(1)用经典电磁理论在解释原子的稳定性时遇到了困难。

(2)用经典电磁理论在解释原子光谱是分立的线状谱时遇到了困难。

说明：氢原子光谱是线状谱，只有一系列特定波长的光。

二、玻尔原子理论的基本假设1．玻尔原子模型(1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动。

粒子的波动性和量子力学的建立课程标准素养目标1.知道实物粒子具有波动性。

2.了解微观世界的量子化特征。

3。

体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。

1.德布罗意波的波长和粒子动量关系。

(物理观念）2.量子力学的建立过程.(科学思维)3.了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法.（科学探究)4.科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程,不断得到纠正与修正。

通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度。

(科学态度与责任）必备知识·素养奠基一、粒子的波动性1。

德布罗意波:（1）定义:每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,这种波叫物质波,又叫德布罗意波.(2）物质波波长、频率的计算公式：ν=,λ=。

2。

我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小的缘故。

3。

德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有波动性,即具有波粒二象性。

与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波。

二、物质波的实验验证提示：说明了电子的波动性。

1。

1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,从而证实了电子的波动性.2。

人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性,对于这些粒子，德布罗意给出的ν=和λ=关系同样正确.三、量子力学的建立1.19、20世纪之交，人们在黑体辐射、光电效应、氢原子光谱等许多类问题中，都发现了经典物理学无法解释的现象。

德国物理家海森堡和玻恩等人对玻尔的氢原子理论进行了推广和改造，使之可以适用于更普遍的情况。

他们建立的理论被称为矩阵力学。

2。

1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了物质波满足的方程-—薛定谔方程,使玻尔理论的局限得以消除。

由于这个理论的关键是物质波，因此被称为波动力学。

3.1926年，薛定谔和美国物理学家埃卡特很快又证明，波动力学和矩阵力学在数学上是等价的,它们是同一种理论的两种表达方式。