浙教版八年级下科学同步学习精讲精练
第2章 微粒的模型与符号
2.3-1 原子结构的模型——原子的结构
目录
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一、原子结物模型的建立
1 4玻尔的原子模型
简介
玻尔出生在哥本哈根的一个教授家庭，1911年获哥本哈根大学博士学位。
1912年3-7月曾在卢瑟福的实验室进修，在这期间孕育了他的原子理论。玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，假定原子只能通过分立的能量子来改变它的能量，即原子只能处在分立的定态之中，而且最低的定态就是原子的正常态。接着他在友人汉森的启发下从光谱线的组合定律达到定态跃迁的概念，他在1913年7、9和11月发表了长篇论文《论原子构造和分子构造》的三个部分。
提出简史
20世纪初期，德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象，提出了量子论，揭开了量子物理学的序幕。19世纪末，瑞士数学教师巴耳末将氢原子的谱线表示成巴耳末公式，瑞典物理学家里德伯总结出更为普遍的光谱线公式里德伯公式。然而巴耳末公式和里德伯公式都是经验公式，人们并不了解它们的物理含义。
1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。在这个模型里，电子像太阳系的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。但是根据经典电磁理论，这样的电子会发射出电磁辐射，损失能量，以至瞬间坍缩到原子核里。这与实际情况不符，卢瑟福无法解释这个矛盾。
1912年，正在英国曼彻斯特大学工作的玻尔将一份被后人称作《卢瑟福备忘录》的论文提纲提交给他的导师卢瑟福。在这份提纲中，玻尔在行星模型的基础上引入了普朗克的量子概念，认为原子中的电子处在一系列分立的稳态上。回到丹麦后玻尔急于将这些思想整理成论文，可是进展不大。
1913年2月4日前后的某一天，玻尔的同事汉森拜访他，提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。后来他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间，突然一切都清楚了，”“就像是七巧板游戏中的最后一块。”这件事被称为玻尔的“二月转变”。
1913年7月、9月、11月，经由卢瑟福推荐，《哲学杂志》接连刊载了玻尔的三篇论文，标志着玻尔模型正式提出。这三篇论文成为物理学史上的经典，被称为玻尔模型的“三部曲”。
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1 1. 电子的发现2. 原子的核式结构3. 氢原子光谱4. 玻尔的原子模型
二. 知识归纳、总结：
（一）电子的发现
1、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、汤姆孙的发现
（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18－1－2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。
图18－1－3
如图18－1－3所示，从阴极K发出的阴极射线通过一对平行金属板P、P＇间的匀强电场，发生偏转，偏转角θ与电场强度E、极板长度L以及带电粒子的速度v的关系：
tanθ＝ ①
然后再加一垂直于电场方向的匀强磁场，使粒子所受到的电场力与磁场力平衡，不发生偏转，由此可得：
②
将②式代入①式，并代入实验数据，求得这种粒子的比荷为
说明：①汤姆孙通过进一步的实验，发现当改变阴极材料时，测得的比荷都相同，表明这种粒子是各种材料的共有成分，1898年，汤姆孙测出这种粒子所带电荷与氢离子的电荷数值接近，从而证明这种粒子航帆教育随堂知识题库
2 的质量约是氢离子的千分之一，至此，这种粒子的“身份”已经明确；它是一种带负电的质量很小的粒子，物理学家把这种粒子叫做电子。
②现在测得电子的比荷为e/m＝1.75881×1011C/kg.
电子的电荷量为e＝1.60219×10－19C，
从而计算出电子的质量为m＝9.10953×10－31kg.
③电子的质量约为氢原子质量的
（二）原子的核式结构
1 第59讲 原子的核式结构模型 氢原子光谱 原子能级
考情 剖析
(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)
考查
内容 考纲要求
及变化 考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度
氢原子
光谱原
子的能级 Ⅰ
10年
12年
填空 考查能级跃迁时的能量相等关系
计算 以氢原子跃迁为背景，考查氢原子能级公式
选择 以原子跃迁为背景考查原子跃迁能级图 次重点 A或B
小结
及
预测 1.小结：原子的能级和氢原子光谱的考查形式多样，侧重考查原子能级路迁时能量的相关计算． 2 2．预测：仅09年未进行考查，预测14年考查的可能性很大．
3．复习建议：复习时注重了解氢原子能级跃迁和氢原子光谱.
知识 整合
知识网络
基础自测
一、原子结构
1．电子的发现
英国物理学家____________________发现了电子．
2．α粒子散射实验
1909～1911年，英国物理学家____________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿______________方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于______________，也就是说它们几乎被“撞”了回来．
3．原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核，原子全部的__________________和几乎全部__________________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
4．三种原子模型的对比
实验基础 结构差异 成功和局限
“枣糕模型” 电子的发现 带正电物质均匀分布在原子内，电子镶嵌其中 解释了一些实验现象，无法说明α粒子散射实验
核式结
构模型 α粒子散射实验 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，成功解释了α粒子散射实验，无法解释原 3 电子绕核旋转 子的稳定性与原子光谱的分立特征
