8．(09年四川卷18．)氢原子能级的示意图如图14-3-7所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则(　 )

A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线

B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线

C．在水中传播时，a光较b光的速度小

D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

7.(2008·上海物理·3A)1911年卢瑟福依据a粒子散射实验中a粒子发生了___________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的a粒子轰击金箔，其速度约为_____________m/s。(质子和中子的质量均为1.67´10^－27 kg，1 MeV＝1.6×10^-19J

B　 能力提升

6．用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν₁、ν₂、ν₃，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν₁；②hν₃；③h(ν₁+ν₂)；④h(ν₁+ν₂+ν₃) 以上表示式中

A．只有①③正确　

B．只有②正确

C．只有②③正确　

D．只有④正确

5．(09年全国卷Ⅱ18．)氢原子的部分能级如图14-3-5所示，已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间.由此可推知, 氢原子　

A．从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长经可见光的短

B．从高能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光　

C．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高　

D．从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光

4．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为 =0.6328µm，=3.39µm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为(　　　　 )

A．10.50eV　　 B．0.98eV　　 C．0.53eV　　　　　　 D．0.36eV

3.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是(　 　)

　　 A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内

　　 B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内

　　 C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内

　D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内

2．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，原子的能量增加

A　 基础达标

1．图14-3-4为瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是(　 )

A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多

B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些

C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光

D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

考点1. α粒子散射实验与能量转化问题

剖析：

α粒子散射实验使人们认识到原子的核式结构，从能量转化角度看，当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，可以估算原子核的大小。

[例题1]在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是(　 )

　　 A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

B．正电荷在原子中是均匀分布的　　

C．原子中存在着带负电的电子

　　 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中

解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．并且有极少数α粒子的偏转超过了90⁰，有的甚至被反弹回去，偏转角达到l80⁰，这说明了这些α粒子受到很大的库仑力，施力体应是体积甚小的带电实体。根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．

答案：A

[变式训练1]关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是　 (　　　 )

　 　A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转

　　 B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少

　　 C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大

　　 D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小

解析：“由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。故选项A错误。

用极端法，设α粒子在向重金属核射去，如图所示，所知α粒子接近核时，克服电场力做功．其动能减小，势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，势能减小，故选项B、C是错误的。

答案：D

考点2. 氢原子跃迁有关问题

剖析：

原子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).

原子从高能级(第级)向低能级跃迁最多可放出种不同的光子.

[例题2]用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，下列关于氢原子跃迁的说法中正确的是(　 　)

A.核外电子能跃迁到=2的轨道上去

B.核外电子能跃迁到=3的轨道上去

C.核外电子能跃迁到=4的轨道上去

D.核外电子不能跃迁到其它轨道上去

解析：氢原子基态的能量

由可知， ， ，

因为， ，

由于原子只能吸收特定频率的光子能量而跃迁，故正确答案为D．但如果用动能为12.3eV的电子射向一群处于基态的氢原子，射入电子与氢原子相碰，电子部分或全部动能转移，则就应选选项A、B．

　　 答案：AB

[变式训练2]氢原子处于基态时，原子能量E₁= -13.6eV，已知电子电量e =1.6×10^-19C，电子质量m=0.91×10^-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r₁=0.53×10^-10m.

(1)若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？

(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？

(3)若已知钠的极限频率为6.00×10¹⁴Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

解析：

(1)要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：　

得 Hz，

(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有

　　 ①　 其中　

根据电流强度的定义　　　　　　 ②　

由①②得　　　　　　 ③　

将数据代入③得 A　

(3)由于钠的极限频率为6.00×10¹⁴Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

eV=2.486 eV 　

一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应。

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。

[点拔1]原子模型的发现比较：

实验基础	理论内容与模型	成功	困难
发现电子 阴极射线(电子)在电场(或磁场)中偏转，射到阴极玻璃管发出荧光。	原子中正电荷均匀分布，电子如枣镶嵌在内。	可解释一些原子受激发产生原子光谱的事实。
α粒子散射性现象： 绝大多数过金原子仍向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至反弹。	(1)原子中心有核，核外有电子绕核旋转。 (2)带正电原子核几乎集中原子全部质量，带负电的电子质量很小。(3)核带正电荷数与核外带负电荷数相等。(4)电子绕核旋转的向心力即核对它的为库仑引力。	圆满解释α散射，可推算各元素原子核带的正电荷数，可估计出原子核的大小<10-14m(原子半径约10-10m)	据经典电磁理论，有加速度的运动电子应不断幅射电磁波，能量不断减少，原子发光应产生连续光谱，最终电子落到核上。但实际上原子光谱为明线(或吸收光谱)，原子也是稳定的。
氢的原子光谱现象。明线光谱为	(1)原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态叫定态，各定态的能量值为能级。电子虽绕核旋转，但不向外辐射能量，原子是稳定的。(2)原子从一定态跃迁到另一定态，它辐射或吸收一定频率(或波长)的光子，光子能量由两定态的能量差决定，即。(3)原子的不同能量状态跟电子沿不同轨道相对应，原子定态不连续，则电子的轨道也不连续。	表明了卢瑟福核式结构学说困难。圆满解释氢原子光谱的规律。	解释有两个以上电子的复杂原子光谱遇到困难。
复杂原子的光谱现象	核外电子无确定轨道，电子在原子内各处出现几率不同。	克服了玻尔理论的困难	不能给出原子一个直图景。