《高三物理备考》35.原子结构和能级（电学）

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原子结构和能级

打卡： 2020

高考物理备考第

小时编写：陈庆威

陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战）

第一步：【知识方法】

1．原子的核式结构

α粒子散射实验的结果：绝大多数 α粒

子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前

进，但有少数

α粒子发生了大角度偏转，

偏转的角度甚至大于 90°，也就是说它们几

乎被“撞了回来”，如右图所示．

2．氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区

的谱线，其波长公式＝R(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝

1.10×107 m－1)．

3．氢原子的能级结构、能级公式

(1)玻尔理论

① 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些

能量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．

② 跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态

轨道时，会放出能量为 hν 的光子，这个光子的能量由前后两个

能级的能量差决定，即 hν ＝Em－ E n.(h是普朗克常量， h＝

6.63×10－34 J·s)

③ 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核

运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是

不连续的．

(2)能级和半径公式：

① 能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中 E1为基态能量，

其数值为 E1＝－ 13.6 eV.

② 半径公式：rn＝n 2

r 1(n＝1,2,3，…)，其中 r1为基态半径，

又称玻尔半径，其数值为 r1＝0.53×10－10 m.

4．氢原子的能级图

5．原子能级跃迁的四个关键问题

(1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级

之间的能量差，即 Δ

＝

hν

＝|

初－

末|。

光子的频率

：

＝＝。

(2)碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即

可．

(3)大于电离能的光子可被吸收将原子电离．原子电离时，

所吸收的能量可以大于或等于某一级能量的绝对值。

(4)一群氢原子和一个氢原子不同。只有大量的处于

能级

上的氢原子，发射光子的种类才有：

＝C＝。

第二步：【考点例题】

【例题 1】（2020·全国高三）物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多

科学家大胆猜想，勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙

述符合物理史实的是（　　）

A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量

B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型

C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说

D．康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性

【例题 2】（2020·四川）关于 α粒子散射实验下列说法正确的是( )

A．在实验中观察到少数 α粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，绝大多数 α

粒子发生了较大角度偏转

B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正点的核和核外电子，当α粒子接近核时是

核对其库仑斥力使 α 粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时是电子对其库仑引力

使α粒子发生明显偏转

C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分

D．实验表明原子中心的核带有原子全部的正电及全部质量

【例题 3】（2020·全国高三）关于原子能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A．处于

=3 能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子

B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的

气体可以制成五颜六色的霓虹灯

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