原子物理
一、原子模型
1．J ．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。 2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）
α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，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粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出模型：在原子的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原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15
m 。
1．在物理学发展史上，有一些定律或规律的发现，首先是通过推理论证建立理论，然后再由实验加以验证。下列叙述内容符合上述情况和是（ ）
A ．牛顿发现了万有引力，并测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律，
B ．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说，
C ．麦克斯韦提出电磁场理论并预言了电磁波存在，后来由赫兹用实验证实电磁波的存在
D ．汤姆生提出原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证
2.英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构学说，该学说包括的内容有（双选） A. 原子的中心有一个很小的原子核 B. 原子核具有复杂的结构
C. 原子的质量几乎全部集中在原子核内
D. 原子核是由质子和中子组成的 3．玻尔模型（引入量子理论）
（1）玻尔的三条假设（量子化）
①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不连续的
②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态
③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。原子由高能级向低能级跃
迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量12E E h -=γ（量子化就是不连续性，n 叫量子数。）
（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃
迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光
氢原子的能级图
n E /eV ∞ 0
-13.6
-3.4
4 -0.853
子。（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
（3）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
3.下列说法正确的是（）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
B．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
C．大量氢原子从n＝4的激发态跃迁到n＝2的激发态时，可以产生4种不同频率的光子
D．一种元素的同位素具有相同的质子数和不同的中子数
4、下列对玻尔原子理论的说法中，不正确的是
A、玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设
B、玻尔原子理论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，提出了电子在可能轨道上运动时不辐射电磁波的假设
C、玻尔原子理论用能量转化与守恒的观点建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D、玻尔原子理论保留了较多的经典物理理论，圆满解释了原子光谱
6。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV. 一群氢原子处
于n＝4的激发态，则关于这些氢原子可能产生的光谱线，下列说法中
不正确的是
A.一共可能产生6条光谱线
B.可以产生二条在可见光区的光谱线
C.可以产生四条在红外区的光谱线
D.可以产生三条在紫外区的光谱线
7．氢原子的n=1、2、3、4各个能级的能量如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（双选）
A．最多激发出3种不同频率的光子
B．最多激发出6种不同频率的光子
C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
D．由n=4跃迁到n=3时发出光子的频率最小
8．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（双选）Ａ．氢原子系统的电势能减小，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
9、已知氢原子部分能级示意图如图1所示，则具有下列能量的光
子，能被处于基态的氢原子吸收的是（双选）
A．1.51eV
B．11.29eV
C．12.09eV
D．14.00eV
图1
图2 11.如图2所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。用以下能量的光子照射基态的氢原子时，能使氢原子跃迁到激发态的是 A.1.51eV B.3.4eV C.10.2eV D.10.3eV
12.当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时将
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
13．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中
A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大
B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小
C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大
D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大 4．氢原子中的电子云
对于宏观质点，只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况，就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。
对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。玻尔理论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。更加彻底的量子理论认为，我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小。在不同的能量状态下，电子在各个位置出现的概率是不同的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像一片云雾一样，可以形象地称之为电子云。 二、天然放射现象
1．天然放射现象——天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。
1895年——汤姆生——电子
1896年——贝可勒尔——天然放射现象 1897年——伦琴——伦琴射线
大于等于83号元素的都具有天然放射性，小于83号的有的也具有天然放射性 2．各种放射线的性质比较
种 类 本 质 质量（u ） 电荷（e ） 速度（c ） 电离性 贯穿性 α射线 氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 β射线 电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线
光子
1
最弱
最强，穿几cm 铅版
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：
