高二物理教案：《原子結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

高二物理教案：《原子結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

　　1、了解人類發(fā)現(xiàn)電子的過程。知道α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(重點(diǎn))

　　2、知道原子核式結(jié)構(gòu)模型;了解氫原子的光譜。(重點(diǎn)與難點(diǎn))

　　3、了解原子的能級結(jié)構(gòu);知道能量量子化。(重點(diǎn)與難點(diǎn))

　　【知識要點(diǎn)】

　　一、電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電子，明確電子是原子的組成部分，揭開了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕.通過“油滴實(shí)驗(yàn)”測定了電子所帶的電荷量，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了電荷是的。

　　二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型

　　1.湯姆孫提出了“西瓜模型”或“棗糕模型”

　　2.盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)

　　(1)結(jié)果： 粒子穿過金箔后，基本上仍沿前進(jìn)，但有 粒子發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角大于，有的甚至被。

　　α源

　　金箔

　　顯微鏡

　　(2)盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)模型：

　　在原子中心有一個(gè)很小的核叫原

　　子核，原子的正電荷和幾乎全部

　　都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子

　　在核外空間繞核高速旋轉(zhuǎn).

　　(3)對 粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋：

　　由于原子核很小，α粒子在金箔中十分接近原子核的機(jī)會很少，故絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，極少數(shù) 粒子距離原子核很近，由于原子核質(zhì)量、電量均比較大，故發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來。

　　3.原子核的電荷與尺度

　　原子半徑的數(shù)量級為10-10m左右，原子核半徑的數(shù)量級為10-15m左右。

　　三、氫原子光譜

　　1.線狀譜和連續(xù)譜：光譜是一條條分立的，稱為線狀譜。光譜是連在一起的，稱為連續(xù)譜。

　　2.原子的特征譜線：各種原子的發(fā)射光譜都是。不同原子的線狀譜，我們把這些不同的譜線稱為原子的。利用原子的特征譜線分析物質(zhì)的方法稱為。

　　四、玻爾的原子模型

　　1.玻爾的原子理論

　　(1)能級(定態(tài))假設(shè)：原子只能處于一系列的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫。原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，因此原子的能量是的。這些量子化的能量值叫做。能量最低的狀態(tài)叫做，其他的狀態(tài)叫做。(本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的)

　　(2)躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為En)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為Em)時(shí)，它(或)一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的決定，即 (h為普朗克恒量)(本假設(shè)針對線狀譜提出)(3)軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)。原子的定態(tài)是的，因此電子的可能軌道的分布也是的。(針對原子核式模型提出，是能級假設(shè)的補(bǔ)充)

　　2.氫原子的能級圖從玻爾的基本假設(shè)出發(fā)，運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，可以計(jì)算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應(yīng)的能量。(1)氫原子的大小：氫原子的電子的各條可能軌道的半徑rn： n=1，2，3……

　　r1代表第一條(離核最近的一條)可能軌道的半徑r1=0.53×10-10m(2)氫原子的能級：①原子在各個(gè)定態(tài)時(shí)的能量值En稱為原子的能級。它對應(yīng)電子在各條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量En(包括動(dòng)能和勢能) n=1，2，3……E1代表電子在第一條可能軌道(即離核最近的)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量E1=-13.6eV 注意：計(jì)算能量時(shí)取離核無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，電子帶負(fù)電，在正電荷的場中為負(fù)值，電子的動(dòng)能為電勢能絕對值的一半，總能量為負(fù)值。n是正整數(shù)，叫量子數(shù)。氫原子的能級圖如圖所示。