高二物理教案：《原子結構》教學(xué)設計

高二物理教案：《原子結構》教學(xué)設計

　　【學(xué)習目標】

　　1、了解人類(lèi)發(fā)現電子的過(guò)程。知道α粒子散射實(shí)驗的原理及實(shí)驗結果。(重點(diǎn))

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

　　3、了解原子的能級結構;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：1897年，英國物理學(xué)家發(fā)現了電子，明確電子是原子的組成部分，揭開(kāi)了研究原子結構的序幕.通過(guò)“油滴實(shí)驗”測定了電子所帶的電荷量，同時(shí)發(fā)現了電荷是的。

　　二、原子的核式結構模型

　　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

　　(1)結果： 粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿前進(jìn)，但有 粒子發(fā)生了偏轉，偏轉角大于，有的甚至被。

　　α源

　　金箔

　　顯微鏡

　　(2)盧瑟福的原子的核式結構模型：

　　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，帶負電的電子

　　在核外空間繞核高速旋轉.

　　(3)對 粒子散射實(shí)驗結果的解釋?zhuān)?br />
　　由于原子核很小，α粒子在金箔中十分接近原子核的機會(huì )很少，故絕大多數 粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，極少數 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，甚至反彈回來(lái)。

　　3.原子核的電荷與尺度

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

　　三、氫原子光譜

　　1.線(xiàn)狀譜和連續譜：光譜是一條條分立的，稱(chēng)為線(xiàn)狀譜。光譜是連在一起的，稱(chēng)為連續譜。

　　2.原子的特征譜線(xiàn)：各種原子的發(fā)射光譜都是。不同原子的線(xiàn)狀譜，我們把這些不同的譜線(xiàn)稱(chēng)為原子的。利用原子的特征譜線(xiàn)分析物質(zhì)的方法稱(chēng)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：原子只能處于一系列的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩定的，電子雖然繞核運動(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。(本假設是針對原子穩定性提出的)

　　(2)躍遷假設：原子從一種定態(tài)(設能量為En)躍遷到另一種定態(tài)(設能量為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)(本假設針對線(xiàn)狀譜提出)(3)軌道量子化假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動(dòng)相對應。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，是能級假設的補充)

　　2.氫原子的能級圖從玻爾的基本假設出發(fā)，運用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，可以計算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應的能量。(1)氫原子的大�。簹湓�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(chēng)為原子的能級。它對應電子在各條可能軌道上運動(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)上運動(dòng)時(shí)的能量E1=-13.6eV 注意：計算能量時(shí)取離核無(wú)限遠處的電勢能為零，電子帶負電，在正電荷的場(chǎng)中為負值，電子的動(dòng)能為電勢能絕對值的一半，總能量為負值。n是正整數，叫量子數。氫原子的能級圖如圖所示。