人教版高二物理选修3-5 原子物理 知识归纳

第八章原子结构一、电子的发现：（一）电子的发现：1．电子是怎样发现的：汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。

汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。

当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。

2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。

①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。

②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。

（二）汤姆生的原子模型（枣糕模型）葡萄干面包模型二、原子的核式结构的发现（一）原子核式结构的发现：1．什么叫散射实验？用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。

2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。

①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心，②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。

3．α粒子散射装置①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。

②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。

③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）马斯登和盖革（卢瑟福的学生、助手）进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察（纯人工计数），这种观察是十分艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。

（1909年~~1911年两年的时间）。

物理选修3-5知识点总结1、一般物体热辐射除了与温度有关外，还与物体的材料和表面状况有关。

2、黑体辐射的规律为温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

右图会画3、光电效应（光照到金属上，打出电子的现象）①赫兹最早发现光电效应现象，爱因斯坦引入普朗克量子理论提出了光子说，成功解释了光电效应。

②能够发生光电效应的条件：入射光频率≥金属的极限频率（截止频率），入射光波长≤金属极限波长入射光能量hν≥金属逸出功③任一种金属，都有自己的极限频率νC，极限波长λc对应金属的逸出功W0，W O = hνC = hc/λc④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s；⑤光电子最大初动能与入射光的频率有关，但不成正比，而与入射光强弱无关。

关系式为 E K = hν- W O =hc/λ—W O，光电子最大初动能只随着入射光频率的增大．．；．．而增大右图E K -υ图像：横轴的交点:金属的截止频率νc：纵轴的交点为: -E= -W0图线的斜率k =普朗克常量h不同金属在同一张E K-ν图像中，斜率一样⑥光电管内被光照的金属为阴极K，当其与电源负极相连时，所接为正向电压。

见右上图若能发生光电效应，滑动头P在最左端时，U=0，电流≠0。

滑动头右移，电流增大然后趋于某最大值（饱和）。

⑦当入射光颜色不变时（即频率不变），入射光越强，单位时间内入射的光子数越多，则单位时间内射出的光电子数越多，饱和光电流越大⑧当阴极K与电源正极相连时，所接为反向电压。

滑动头右移，电流逐渐减小到0.光电流恰好为0时，对应的反向电压叫遏止电压(U C)： U C e=E K⑨遏止电压Uc与入射光频率ν关系：U C e=hν-W O Uc=( hν—hνc)/e图像U C—υ如左图：横轴交点：金属的截止频率，I 纵轴交点= -W O /e斜率为h/e⑩右上图为光电流与电压关系：可见对同一光电管（即W0逸出功一样），入射光频率不变，遏止电压不变；入射光频率越大，遏止电压越大（图中，U C1>U C2，是因为蓝光频率大于黄光频率）⑾由I－U图象可以得到的信息(1)遏止电压U c：图线与横轴的交点的绝对值.(2)饱和光电流I m：电流的最大值.(3)最大初动能：E km＝eU c.例：用5eV的光子照射光电管，其电流表示数随电压变化如右图，图中Uc=3V，则，光电子最大初动能= 3ev 光电管金属逸出功=2ev例：当用一束紫外线照在原来不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，则锌板打出电子，锌板带正电，与它相连的验电器金属箔带正电。

选修3-5知识纲要【一】、原子核式结构模型1、1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。

2、α粒子散射实验和原子核结构模型 （1）α粒子散射实验：1909年，卢瑟福 ①装置： ② 现象： a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转 c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。

3、几个考点① 卢瑟福的α粒子散射，说明了原子具有核式结构。

② 汤姆孙发现电子，说明了原子可再分或原子有复杂结构 4、玻尔理论 （1）经典电磁理论不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：① 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 ②跃迁假设：电子跃迁辐射成吸收一定频率的光子，光子的能量由E m -E n =hv 严格决定 ③轨道量子化假设，原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。

（2）玻尔的氢子模型： ①氢原子的能级公式和轨道半径公式： 氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时，氢原子的能量E n ，和电子轨道半径r n 分别为：……、、3211221=⎪⎭⎪⎬⎫==n r n r n E E n n ② 氢原子的能级图：n=3、4、5、6跃迁到n=2为可见光，频率由大到小γ射线>X 光>紫外线>可见光（紫蓝青绿黄橙红）其中γ射线来源于原子核，X 光来源于核外内层电子跃迁，紫外线、可见光及红外线来源于最外层电子跃迁其中n =1的定态称为基态。

n =2第一激发态以上的定态，称为激发态。

③光子λνchh ==E ，n=3跃迁到n=1发出三种光子（2N C ）,321λλλ>>则321chchchλλλ=+（3）.谱线条数的确定方法:①一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1) ②一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。

高二物理3-5知识点总结(3)高二物理3-5知识点3：原子结构一、原子核式结构模型1、电子的发现和汤姆生的原子模型：⑴电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。

电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。

⑵汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。

2、粒子散射实验和原子核结构模型⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的。

①装置：如下图②现象：a.绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

b.有少数粒子发生较大角度的偏转。

c.有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。

⑵原子的核式结构模型：由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。

如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，粒了运动将不发生明显改变。

散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。

原子核半径约为10-15m，原子轨道半径约为10-10m。

⑶光谱①观察光谱的仪器，分光镜②光谱的分类，产生和特征发射光谱连续光谱产生特征由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的，一切波长的光组成明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成吸收光谱高温物体发出的白光，通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上，由一些不连续的暗线组成的光谱③ 光谱分析：一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。

第十八章：原子结构一、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(约占八千分之一)发生了大角度偏转，甚至超过了90o 。

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m 1010-，而原子核直径的数量级约为m 1015-。

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、公式：)11(122n m R -=λ m=1、2、3……，对于每个m ，n=m+1,m+2,m+3…… 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。

2、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1、电子轨道量子化r=n 2r 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。

人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现． （1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一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【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。

第八章原子结构一、电子的发现：（一）电子的发现：1．电子是怎样发现的：汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。

汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。

当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。

2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。

①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。

②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。

（二）汤姆生的原子模型（枣糕模型）葡萄干面包模型二、原子的核式结构的发现（一）原子核式结构的发现：1．什么叫散射实验？用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。

2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。

①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心，②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。

3．α粒子散射装置①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。

②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。

③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）马斯登和盖革（卢瑟福的学生、助手）进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察（纯人工计数），这种观察是十分艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。

（1909年~~1911年两年的时间）。

选修3—5第十八章原子结构第一节电子的发现第二节原子的核式结构模型第三节氢原子光谱第四节玻尔的原子模型二. 知识内容（一）1. 阴极射线：阴极射线的本质是带负电的粒子流，后来，组成阴极射线的粒子被称为电子。

2. 电子的发现：1897年英国的物理学家汤姆孙发现了电子，并求出了这种粒子的比荷。

（二）1. 汤姆孙的原子模型：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. a粒子散射实验：（1）a粒子：a粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。

（2）实验现象：绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数a粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，也就是说它们几乎被“撞了回来”。

（3）卢瑟福核式结构模型：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。

按照卢瑟福的理论，正电体被称为原子核，卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型。

3. 原子核的电荷与尺度：（1）电荷：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。

（2）尺度：对于一般的原子核，核半径的数量级为10－16m，而整个原子半径的数量级是10－10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的。

（三）1. 光谱：（1）定义：把光按波长的大小分开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。

即光谱。

（2）分类：光谱分为线状谱和连续谱。

（3）特征：线状谱是一条条分立的亮线；连续谱是一条连续的光带。

2. 原子光谱：（1）定义：各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，把这些亮线称为原子的特征谱线。

（2）光谱分析：每种原子都有自己的特征谱线，我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。

3. 氢原子光谱：巴耳末公式：，式中R是里德伯常量，其值为R=1.10×l07m－1，n只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值。

高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别：即等效代换为变力的冲量I。

(2)应用Δp＝F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。

曲线运动中物体速度方向时刻在改变，求动量变化Δp＝p′－p需要应用矢量运算方法，比较复杂。

如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。

(3)用动量定理解释现象。

用动量定理解释的现象一般可分为两类：一类是物体的动量变化一定，分析力与作用时间的关系；另一类是作用力一定，分析力作用时间与动量变化间的关系。

分析问题时，要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。

(4)处理连续流体问题(变质量问题)。

通常选取流体为研究对象，对流体应用动量定理列式求解。

3．应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。

(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。

(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。

(4)规定正方向，根据动量定理列方程式。

(5)解方程，统一单位，求解结果。

4．动量守恒定律与机械能守恒定律的比较①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．★★★普朗克能量子：带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即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．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．爱因斯坦光子说：空间传播的光本身就是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν。

二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光电流的强度与入射光的强度成正比．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大． 理解：（1）光照强度（单色光）光子数光电子数饱和光电流 （2）光子频率ν光子能量ε＝hν爱因斯坦光电效应方程（密立根验证）E k ＝hν－W 0遏制电压U c e=E k三、光的波粒二象性与物质波光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子。

高中物理选修3-5原子结构知识点复习原子结构是高中物理选修3-5重要知识点之一，那么哪些内容需要我们复习记忆?下面店铺给大家带来高中物理选修3-5原子结构知识点，希望对你有帮助。

高中物理选修3-5原子结构知识点一、电子的发现1897年汤姆生(英)发现了电子，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕。

(谁发现了阴极射线?)二、原子的核式结构模型1、1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验(实验装置见必修本P257)得到出乎意料的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，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°。

(P53 图)2、卢瑟福在1911年提出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全部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。

按照这个学说，可很好地解释α粒子散射实验结果，α粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小(数量级为10-15m)和原子核的正电荷数。

原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。

三、氢原子的光谱1、光谱的种类：(1)发射光谱：物质发光直接产生的光谱。

炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱; 稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。

(2)吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。

2、氢原子的光谱是线状的(这些亮线称为原子的特征谱线)，即辐射波长是分立的。

3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法：利用元素的特征谱线(线状谱或吸收光谱)鉴别物质的分析方法。

四、波尔的原子模型1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾(矛盾为：a、原子是不稳定的;b、原子光谱是连续谱)，1913年玻尔(丹麦)在其基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv。

单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。

2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。

④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。

物理选修3-5知识点总结一、量子理论的建立黑体和黑体辐射、1、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

2、黑体辐射：黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象）3、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hνh为普朗克常数（6.63×10-34J.S）二、光电效应光子说光电效应方程1、光电效应（表明光子具有能量）（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。

在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。

（2）光电效应的研究结果：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②存在遏止电压：当所加电压U为0时，电流I并不为0。

只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成使电子减速的电场，电流才可能为0。

使光电流减小到0的反向电压Uc 称为遏止电压E k=eU c。

遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应v c=w0/h；④光电效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。

规律：①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频．．．．．．．．．．．，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应；．．．．．率必须大于这个极限频率②光电子的最大初动能与入射光的强度无关．．．．．．．．．．．．，一般．．；③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的．．．．．．．．．．．．．．．．．．，只随着入射光频率的增大．．而增大不超过10-9s；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。

精品】高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)高中物理原子与原子核知识点总结虽然原子、原子核这一章不是重点，但是高考选择题也会涉及到。

只要记住模型和方程式，就不会在做题上出错。

下面总结的内容希望对同学们有所帮助。

一、波粒二象性1.光电效应的研究思路1)两条线索：h为普朗克常数h=6.63×10J·S，ν为光子频率。

2)三个关系：①爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W。

②光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止电压。

③光电效应方程中的W为逸出功，它与极限频率νc的关系是W=hνc。

2.波粒二象性波动性和粒子性的对立与统一。

1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。

2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。

3)光子说并未否定波动说，E=hν=C/λ。

4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。

3.物质波1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。

2)物质波的波长：λ=h/p，h是普朗克常量。

二、原子核结构1.电子的发现1897年，英国物理学家XXX通过对阴极射线的研究发现了电子。

电子的发现证明了原子是可再分的。

2.XXX的核式结构模型XXX根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，XXX把量子说引入到核式结构模型之中，建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论。

认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的，发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点。

裂变和聚变是获取核能的两个重要途径。

裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。

整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。

4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。

高中物理选修3-5知识点归纳第一章动量1．冲量物体所受外力和外力作用时间的乘积；矢量；过程量；I=Ft；单位是N·s。

2．动量物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量；p=mv；单位是kg ·m/s；1kg ·m/s=1 N·s。

3．动量守恒定律一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

4．动量守恒定律成立的条件系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；内力远大于外力；如果在某一方向上合外力为零，那么在该方向上系统的动量守恒。

5．动量定理系统所受合外力的冲量等于动量的变化；I=mv末－mv初。

6．反冲在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化；系统动量守恒。

7．碰撞物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大；系统动量守恒。

8．弹性碰撞如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不计，这种碰撞叫做弹性碰撞。

9．非弹性碰撞碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞；如果两物体碰撞后黏合在一起，这种碰撞损失的动能最多，叫做完全非弹性碰撞。

第二章波粒二象性1．热辐射一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。

2．黑体如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物质就是绝对黑体，简称黑体。

3．黑体辐射黑体辐射的电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关。

4．黑体辐射规律一方面随着温度升高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。

5．能量子普朗克认为振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子；并且ε=hν，ν是电磁波的频率，h为普朗克常量，h=6.63⨯1034-J·s；光子的能量为hν。

6．光电效应照射到金属表面的光使金属中的电子从表面逸出的现象；逸出的电子称为光电子；电子脱离某种金属所做功的最小值叫逸出功；光电子的最大初动能E k =h ν－W ；每种金属都有发生光电效应的极限频率和相应的红线波长；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。

高二物理选修3-5原子核知识点总结原子核是每年高二物理期中考试都要出现的考点，学生需要认真掌握并学会运用相关知识点。

下面店铺给大家带来高二物理选修3-5原子核知识点，希望对你有帮助。

高二物理原子核知识点一、原子核的组成1、天然放射现象⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。

这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。

放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性。

放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素。

天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。

这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。

⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如下图射线种类射线组成性质电离作用贯穿能力射线氦核组成的粒子流很强很弱射线高速电子流较强较强射线高频光子很弱很强2、原子核的组成原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。

在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数。

二、原子核的衰变;半衰期⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒。

⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。

放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

三、放射性的应用与防护;放射性同位素放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。

同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。

正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。

与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：①放射强度容易控制②可以制成各种需要的形状③半衰期更短④放射性废料容易处理放射性同位素的应用：①利用它的射线A.由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪。

4、存在这遏止电压 U c 和截止频率 v 。

2＝高中物理选修 3-5 原子物理部分总结章节名称 定义（内容）热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关。

黑体与黑体辐射黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

补充第一节能量量子化黑体辐射的实验规律黑体辐射公式（辐射强度按波长分布的理论公式）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。

维恩公式：短波区与实验非常接近，长波区则与实验偏离很大。

（德国物理学家维恩 1896 年提出）瑞利公式（瑞利—金斯公式）：长波区与实验基本一致，短波区与实验严重不符，不但不符，而且当波长趋于零 时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬的。

由于波 长很小的辐射处于紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时被称为紫外第 十 七 章波 粒 二 象 性灾难。

（英国物理学家瑞利 1900 年提出，被金斯修正）不可再分的最小能量值ε 叫做能量子。

为了得出同实验能量子 相符得黑体辐射公式，德国物理学家普朗克于 1900 年底提出，于 1918 年因此获得诺贝尔物理学奖。

1、照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常被称为光电子。

2、存在着饱和电流。

3、入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。

ε = hvh =6.626×10-34J·sε 单位：J v 单位：s -1第二节光的粒光电效应的实验规律c5、光电子的能量只与入射光的频率有关。

1m υ eU2 e cc子性6、当入射光的频率减小到某一数值 v 时，即使不施加c反向电压也没有光电流，这表面已经没有光电子了，v称为截止频率。

7、入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。

c8、光电效应具有瞬时性，产生电流的时间不超过10-9s。

人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现． （1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）． A ．阴极射线本质是氢原子 B ．阴极射线本质是电磁波 C ．阴极射线本质是电子 D ．阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一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【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。