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第2讲　原子结构
【学习目标】　1.了解电子的发现及J.J.汤姆孙的“枣糕模型”。2.知道α粒子散射实验的现象和特点，知道卢瑟福提出的原子的核式结构模型。3.了解光谱、光谱分类、光谱分析，理解巴尔末公式。4.理解玻尔原子结构理论，会分析能级跃迁的有关问题。
考点一　电子的发现　原子的核式结构
1.电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“西瓜模型”或“枣糕模型”。
2.原子的核式结构
(1)1909年，英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行了α粒子散射实验，实验装置如图甲所示。1911年卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
(2)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，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”，如图乙所示。
(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
自测1.如图为做阴极射线实验时用到的气体放电管，在K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P点出现亮点。
学生用书 第315页
(1)要使K、A之间有阴极射线射出，则K应接高压电源　　　　(选填“正极”或“负极”)；要使光屏上P处的亮点再回到O点，可以在C、D间加垂直纸面　　　　(选填“向里”或“向外”)的匀强磁场。
(2)换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是　　　　(选填“相同”或“不同”)的。
答案：(1)负极　向外　(2)相同
解析：(1)要使K、A之间有阴极射线射出，则K应接高压电源负极；要使光屏上P处的亮点再回到O点，则洛伦兹力向上，根据左手定则可知，可以在C、D间加垂直纸面向外的匀强磁场。
(2)换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是相同的。
自测2.(2026·山东青岛模拟)1909年，英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革、马斯顿进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的α粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年提出了原子的核式结构模型。下列描述正确的是(　　)
A.绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B.少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C.该实验证实了J.J.汤姆孙原子模型的正确性
D.通过α粒子散射实验，估算出原子核半径的数量级为10－15 m
答案：D
解析：卢瑟福“α粒子散射实验”结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，故A、B错误；通过α粒子散射实验，卢瑟福否定了J.J.汤姆孙原子模型，提出了原子的核式结构模型，故C错误；通过α粒子散射实验，估算出了原子核半径的数量级为10－15 m，故D正确。
α粒子散射实验结果的分析
1.绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的。
2.少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷。
3.极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
考点二　 氢原子光谱
1.光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录，称为光谱。
2.光谱分类
3.光谱分析
(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法。
(2)优点：灵敏度高；可以在不破坏、不接触的情况下获取研究对象的内部信息。
4.氢原子光谱的实验规律
(1)巴耳末对氢原子在可见光区的四条谱线做了分析，发现其波长满足公式＝R∞(n＝3，4，5，…)，R∞是里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1，n为量子数，此公式称为巴耳末公式。
(2)氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
自测1.(多选)对原子光谱，下列说法正确的是(　　)
A.线状谱和吸收光谱可用于光谱分析
B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的发射光谱是相同的
C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的发射光谱也不相同
D.发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素
答案：AC
解析：线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，故A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；发射光谱分为线状谱和连续谱，对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，故D错误。
自测2.(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是(　　)
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱
B.霓虹灯产生的是线状谱
C.进行光谱分析时，只能用线状谱
D.同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的
答案：BD
解析：太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析，白炽灯产生的是连续谱，不可进行光谱分析，故A错误；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱，故B正确；线状谱和吸收光谱均可进行光谱分析，且同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的，故C错误，D正确。
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自测3.如图甲所示，放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，从其中的氢气放电管观察氢原子的光谱，发现它只有一些分立的不连续的亮线(图乙)，下列说法正确的是(　　)
A.亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光
B.有几条谱线，就对应着氢原子有几个能级
C.核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱
D.光谱不连续对应着氢原子辐射光子能量的不连续
答案：D
解析：放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，这是因为氢原子发生了跃迁，同时辐射出光子形成光谱，氢原子在不同能级之间跃迁时，形成不同波长的光，而形成的光谱是已经发生了跃迁的能级形成的，由于不同能级之间发生跃迁的条件不一样，有几条谱线并不对应着氢原子有几个能级，由玻尔理论可知，氢原子的光谱是一些分立的不连续的亮线是因为氢原子的能量是不连续的，辐射的光子能量是不连续的，所以辐射的光子的频率也是不连续的，对应的光子的波长也是不连续的，所以亮线分立并非因为氢原子有时发光有时不发光，也不是核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱，故A、B、C错误，D正确。
1.三种光谱的比较
— 产生条件 光谱形式 应用
线状谱 稀薄气体发光形成的 一些不连续的亮线组成，不同元素的亮线光谱不同(又叫特征光谱) 可用于光谱分析
连续谱 炽热的固体、液体和高压气体发光形成的 在一定波长范围内连续分布 不能用于光谱分析
吸收 光谱 炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的 用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应) 可用于光谱分析
2.氢原子光谱的特点
在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。
考点三　玻尔理论　能级跃迁
1.轨道量子化：电子绕原子核运动的轨道是分立的、特定的。
2.能量量子化
(1)能级：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量，这些量子化的能量值称为能级。
(2)定态：电子在轨道上运动时，原子处在稳定的能量状态，称为定态。
(3)基态和激发态：能量最低的状态称为基态，其他的状态称为激发态。
3.跃迁
(1)定义：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程。
(2)频率条件：当电子从能量较高的定态轨道(能量记为En)跃迁到另一能量较低的定态轨道(能量记为Em)时(m、n为量子数，m＜n)，会放出一个光子，该光子的能量hν＝En－Em，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。
(3)能级公式：En＝E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，E1＝－13.6 eV。
(4)半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态轨道半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。
4.氢原子的能级图
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【正误辨析】
(1)氢原子各能级的能量指电子绕核运动的动能。(×)
(2)氢原子吸收或辐射光子的频率条件是hν＝En－Em(m＜n)。(√)
(3)处于基态的氢原子可以吸收能量为11 eV的光子而跃迁到高能级。(×)
(4)处于基态的氢原子可以吸收14 eV光子的能量发生电离。(√)
1.两类能级跃迁
(1)自发跃迁：高能级(n)低能级(m)，hν＝En－Em。
(2)受激跃迁：低能级(m)高能级(n)。
①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝En－Em。
②碰撞、加热等：只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可，E外≥En－Em。
③大于电离能的光子被吸收，原子将电离。
2.电离
(1)电离态：n＝∞，E＝0。
(2)基态→电离态：E吸＞0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。
(3)激发态→电离态：E吸＞0－En＝｜En｜(n＝2，3，4，…)
若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。
3.谱线条数的确定方法
(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)条。
(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
①用数学中的组合知识求解：N＝＝条。
②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出。
氢原子的能级跃迁
(2025·上海卷·T7)一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到n＝2的较低能量状态，R∞为里伯德常量，c是真空中的光速，则在此过程中(　　)
A.吸收光子，ν＝R∞c
B.放出光子，ν＝R∞c
C.吸收光子，ν＝R∞c
D.放出光子，ν＝R∞c
答案：D
解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。根据巴耳末公式＝R∞(n＝3，4，5，…)，又因为ν＝，可得ν＝R∞c(n＝3，4，5，…)，氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级，可得ν＝R∞c，且是从高能级向低能级跃迁，放出光子。故选D。
一个氢原子与一群氢原子的跃迁比较
(多选)氢原子能级图如图所示，可见光的光子能量范围为1.62～3.11 eV。根据玻尔理论判断下列说法正确的是(　　)
A.一个处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光
B.大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光
C.大量处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，由n＝5能级向n＝4能级跃迁辐射出的光子的波长最长
D.大量处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生3种不同频率的可见光
答案：AC
解析：一个处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出5－1＝4种不同频率的光，故A正确；大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生＝6种不同频率的光，故B错误；光子的频率越低，波长越长，大量处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，由n＝5能级向n＝4能级跃迁辐射出的光子的频率最低，则波长最长，故C正确；大量处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生＝3种不同频率的光子，可见光的光子能量范围为1.62～3.11 eV，从n＝3能级到n＝2能级跃迁释放的光子能量为[(－1.51)－(－3.4)] eV＝1.89 eV，在可见光范围内，其他跃迁产生的光子能量不在1.62～3.11 eV范围内，不属于可见光，故D错误。
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能级跃迁与光电效应的综合
(2024·浙江6月卷·T10)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32和ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法正确的是(　　)
A.频率为ν31的光，其光子的动量为
B.频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32
C.频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d、双缝到屏的距离为l的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为
D.若氢原子从n＝3能级跃迁至n＝4能级，入射光的频率ν34'＞
答案：B
解析：根据德布罗意波长公式p＝和波长、频率关系式λ＝可得p＝＝，故频率为ν31的光，其光子的动量为，A错误；两种光分别射入同一光电效应装置，均发生光电效应，逸出功W0相同，则由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，两种光分别射入同一光电效应装置时，产生光电子的最大初动能之差ΔEk＝hΔν＝h(ν31－ν21)＝hν32，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ和波长、频率关系式λ＝可得Δx＝，则两种光产生的干涉条纹间距之差为，C错误；光照射使氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的能量，即入射光子能量应为能级的差值，故若氢原子从n＝3能级跃迁至n＝4能级，入射光的频率ν34'＝，D错误。
课时测评78　原子结构
(时间：30分钟　满分：50分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
(选择题1－10，每题5分，共50分)
题组1　电子的发现　原子的核式结构
1.(多选)α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数发生了大角度偏转，只有极少数被反弹回来，如图所示。若反弹回来的α粒子速度大小几乎不变，则下列说法正确的是(　　)
A.碰撞反弹过程中，α粒子的动量变化量Δp＝0
B.碰撞反弹过程中，α粒子的动能变化量ΔEk＝0
C.极少数α粒子被反弹回来，是因为受到了核力的作用
D.少数α粒子大角度偏转，是因为受到了金原子核的库仑力作用
答案：BD
解析：设α粒子的质量为m，速度为v，反弹回来的α粒子速度大小不变，方向反向，以反弹回来的速度方向为正方向，则动量变化量为Δp＝mv－(－mv)＝2mv，故A错误；动能为标量，大小与速度方向无关，所以动能变化量ΔEk＝0，故B正确；极少数α粒子被反弹回来，是因为受到金原子核的库仑力作用，故D正确，C错误。
2.关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是(　　)
A.在原子中心有一很小的带负电的核
B.原子的全部质量都集中在原子核里
C.电子在核外不停地绕核运动
D.电子绕核运动的向心力由核力提供
答案：C
解析：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，故A、B错误；带负电的电子在核外空间里绕着核运动，故C正确；电子绕核运动的向心力由库仑力提供，故D错误。
题组2　氢原子光谱
3.1885年瑞士科学家巴耳末对氢原子可见光区的谱线做了分析，总结出其波长公式＝R∞，n＝3，4，5，…，称为巴耳末系。后来，赖曼发现了氢原子紫外区的赖曼系谱线波长满足公式＝R∞，n＝2，3，4，…，两公式中的R∞为里德伯常量，则巴耳末系中能量最小的光子的频率与赖曼系中能量最大的光子频率之比为(　　)
A.5∶36 B.5∶27
C.3∶4 D.1∶4
答案：A
解析：巴耳末系中由n＝3能级跃迁到n＝2能级的光子能量最小，则＝R∞＝R∞，赖曼系中由n＝∞能级跃迁到n＝1能级的光子能量最大，则＝R∞＝R∞，根据E＝hν＝h，故光子的频率之比为＝＝。故选A。
4.(多选)(2026·重庆北碚模拟)巴耳末系是指氢原子从n＝3，4，5，6能级跃迁到n＝2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士科学家巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，则下列说法正确的是(　　)
A.Hα谱线对应光子的能量大于Hβ谱线对应光子的能量
B.Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的Hβ谱线的条纹间距更大
C.巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线在水中传播速度最大
D.Hγ谱线的光照射逸出功为4.56 eV的钨，能发生光电效应现象
答案：BC
解析：Hα谱线的波长大于Hβ谱线的波长，则Hα谱线的频率小于Hβ谱线的频率，根据ε＝hν可知，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A错误；Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，由于Hβ谱线的波长大于Hγ谱线的波长，根据Δx＝λ可知，屏上观察到的Hβ谱线的条纹间距更大，故B正确；巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线的波长最大，频率最小，在水中的折射率最小，根据v＝可知，Hα谱线在水中传播速度最大，故C正确；由题意可知Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，则Hγ谱线的光子能量一定小于钨的逸出功，所以Hγ谱线的光照射逸出功为4.56 eV的钨，不能发生光电效应现象，故D错误。
题组3　玻尔理论　能级跃迁
5.(2025·甘肃卷·T1)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He＋离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He＋离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50 eV，则He＋离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为(　　)
A.n＝4→n＝3能级 B.n＝4→n＝2能级
C.n＝3→n＝2能级 D.n＝3→n＝1能级
答案：C
解析：根据题意可知，用能量为50 eV的电子碰撞He＋离子，可使He＋离子跃迁到n＝3能级或n＝2能级，当He＋离子从高能级向低能级跃迁时，由ΔE＝Em－En＝hν＝h可知，波长最长的谱线对应的跃迁为n＝3→n＝2能级。故选C。
6.(2023·辽宁卷·T6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(　　)
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek
答案：A
解析：由题图可知①和③对应的能级差相同，可知①和③的能量相等，A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，则②的频率小于①的频率，若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek＝hν－W0，可知用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，D错误。
7.(2026·湖北十堰模拟)如图为氢原子能级的示意图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于3.11 eV，金属钠的逸出功为2.29 eV。下列说法正确的是(　　)
A.氢原子从n＝5能级跃迁到基态辐射出的光波长最长
B.氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光属于紫外线
C.氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应
D.氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射处于n＝4能级的氢原子，可使其发生电离
答案：D
解析：氢原子从n＝5能级跃迁到基态，能级差最大，辐射出的光频率最高，波长最短，故A错误；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级，辐射出的光子能量为E5－E2＝2.86 eV＜3.11 eV，所以不属于紫外线，故B错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，辐射出的光子能量为E3－E2＝1.89 eV＜2.29 eV，因此不能使金属钠发生光电效应，故C错误；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级，辐射出的光子能量为E5－E3＝0.97 eV，大于处于n＝4能级的氢原子的电离能0.85 eV，因此可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离，故D正确。
8.(2025·重庆卷·T6)在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为p。普朗克常量为h，光速为c，则(　　)
A.光子的波长为
B.该原子吸收光子后质量减少了
C.该原子吸收光子后德布罗意波长为
D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
答案：C
解析：光子的能量为E＝hν＝h，解得波长 λ＝，故A错误；原子吸收光子后，能量增加E，根据爱因斯坦质能方程有 Δm＝，质量应增加而非减少，故B错误；该原子吸收光子后德布罗意波长为λ'＝，故C正确；吸收光子跃迁需光子能量等于能级差，波长更长的光子能量更低，无法满足跃迁条件，故D错误。
9.(2025·四川巴中三模)某高校开展氢谱实验，研究团队利用不同能量的电子与光子轰击基态氢原子以观察能级跃迁现象。氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.用光子能量为13.2 eV的光照射基态氢原子，光子能被吸收使其跃迁到n＝2能级
B.动能为13.2 eV的电子轰击氢原子时，原子不可能发生跃迁
C.用光子能量为1.75 eV的光照射n＝3能级的氢原子时，氢原子不能电离
D.能级越高，电子动能越小，轨道半径越大
答案：D
解析：光子能量必须等于能级差才能被吸收，而ΔE＝E2－E1＝10.2 eV≠13.2 eV，用光子能量为13.2 eV 的光照射基态氢原子，不会发生跃迁，故A错误；因13.2 eV＞ΔE＝10.2 eV，则用动能为13.2 eV 的电子轰击处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n＝2能级，故B错误；n＝3能级的氢原子电离能为1.51 eV，所以用光子能量为1.75 eV的光照射n＝3能级的氢原子时，氢原子可以发生电离，故C错误；玻尔理论指出，能级越高，电子动能越小，轨道半径越大，故D正确。
10.(2025·湖南邵阳三模)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式＝R∞，其中n＝3、4、5、6分别对应谱线Hα、Hβ、Hγ、Hδ，下列关于Hα和Hγ光说法正确的是(　　)
A.在同一玻璃介质中传播时，Hα光的传播速度大
B.分别照射同一单缝衍射装置，Hγ光的中央明条纹宽度更宽
C.分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，则Hγ光的饱和电流大
D.用Hγ光照射某一金属发生光电效应，则用Hα光照射该金属也一定能发生光电效应
答案：A
解析：根据题意，由巴耳末公式可知，Hα光的波长较大，折射率较小，由公式v＝可知，在同一玻璃介质中传播时，Hα光的传播速度大，分别照射同一单缝衍射装置，Hα光的中央明条纹宽度更宽，故A正确，B错误；若用两光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，相同光强的光，Hα光频率较小，光子能量较小，光子数较多，饱和电流大，故C错误；Hα光的波长较大，频率较小，则用Hγ光照射某一金属发生光电效应，用Hα光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。(共62张PPT)
第2讲　原子结构
高三总复习讲义　新高考
第十六章 波粒二象性 原子结构与原子核
1.了解电子的发现及J.J.汤姆孙的“枣糕模型”。
2.知道α粒子散射实验的现象和特点，知道卢瑟福提出的原子的核式结构模型。3.了解光谱、光谱分类、光谱分析，理解巴尔末公式。
4.理解玻尔原子结构理论，会分析能级跃迁的有关问题。
学习目标
考点一　电子的发现　原子的核式结构
考点二　氢原子光谱
考点三　玻尔理论　能级跃迁
课时测评
内容索引
电子的发现　原子的核式结构
考点一
1.电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙在研究阴极射线时发现了____，提出了原子的“西瓜模型”或“枣糕模型”。
2.原子的核式结构
(1)1909年，英国物理学家________指导他的助手盖革和马斯顿进行了α粒子散射实验，实验装置如图甲所示。1911年卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
知识梳理
电子
卢瑟福
(2)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______α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”，如图乙所示。
(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部______，电子在正电体的外面运动。
少数
质量
自测1.如图为做阴极射线实验时用到的气体放电管，在K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P点出现亮点。
(1)要使K、A之间有阴极射线射出，则K应接高压电源__________(选填“正极”或“负极”)；要使光屏上P处的亮点再回到O点，可以在C、D间加垂直纸面__________(选填“向里”或“向外”)的匀强磁场。
负极
向外
要使K、A之间有阴极射线射出，则K应接高压电源负极；要使光屏上P处的亮点再回到O点，则洛伦兹力向上，根据左手定则可知，可以在C、D间加垂直纸面向外的匀强磁场。
(2)换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是______
(选填“相同”或“不同”)的。
相同
换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是相
同的。
自测2.(2026·山东青岛模拟)1909年，英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革、马斯顿进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的α粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年提出了原子的核式结构模型。下列描述正确的是
A.绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B.少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C.该实验证实了J.J.汤姆孙原子模型的正确性
D.通过α粒子散射实验，估算出原子核半径的数量级为10－15 m
√
卢瑟福“α粒子散射实验”结果表明，绝大多数α粒
子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒
子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过
90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，故A、
B错误；通过α粒子散射实验，卢瑟福否定了J.J.汤姆孙原子模型，提出了原子的核式结构模型，故C错误；通过α粒子散射实验，估算出了原子核半径的数量级为10－15 m，故D正确。
α粒子散射实验结果的分析
1.绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的。
2.少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷。
3.极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
归纳提升
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氢原子光谱
考点二
1.光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录，称为光谱。
2.光谱分类
3.光谱分析
(1)定义：利用______________来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法。
(2)优点：________高；可以在不破坏、不接触的情况下获取研究对象的内部信息。
知识梳理
原子的特征谱线
灵敏度
4.氢原子光谱的实验规律
(1)巴耳末对氢原子在可见光区的四条谱线做了分析，发现其波长满足公式＝R∞(n＝3，4，5，…)，R∞是里德伯常量，R∞＝1.10×
107 m－1，n为量子数，此公式称为巴耳末公式。
(2)氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关
系式。
自测1.(多选)对原子光谱，下列说法正确的是
A.线状谱和吸收光谱可用于光谱分析
B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的发射光谱是相
同的
C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的发射光谱也不相同
D.发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素
√
√
线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，故A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；发射光谱分为线状谱和连续谱，对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，故D错误。
自测2.(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱
B.霓虹灯产生的是线状谱
C.进行光谱分析时，只能用线状谱
D.同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的
√
√
太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析，白炽灯产生的是连续谱，不可进行光谱分析，故A错误；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱，故B正确；线状谱和吸收光谱均可进行光谱分析，且同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的，故C错误，D正确。
自测3.如图甲所示，放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，从其中的氢气放电管观察氢原子的光谱，发现它只有一些分立的不连续的亮线(图乙)，下列说法正确的是
A.亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光
B.有几条谱线，就对应着氢原子有几个能级
C.核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱
D.光谱不连续对应着氢原子辐射光子能量的不连续
√
放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，这是因为氢原子发生了跃迁，同时辐射出光子形成光谱，氢原子在不同能级之间跃迁时，形成不同波长的光，而形成的光谱是已经发生了跃迁的能级形成的，由于不同能级之间发生跃迁的条件不一样，有几条谱线并不对应着氢原子有几个能级，
由玻尔理论可知，氢原子的光谱是一些分立的不连续的亮线是因为氢原子的能量是不连续的，辐射的光子能量是不连续的，所以辐射的光子的频率也是不连续的，对应的光子的波长也是不连续的，所以亮线分立并非因为氢原子有时发光有时不发光，也不是核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱，故A、B、C错误，D正确。
1.三种光谱的比较
归纳提升
— 产生条件 光谱形式 应用
线状谱 稀薄气体发光形成的 一些不连续的亮线组成，不同元素的亮线光谱不同(又叫特征光谱) 可用于光谱分析
连续谱 炽热的固体、液体和高压气体发光形成的 在一定波长范围内连续分布 不能用于光谱分析
吸收 光谱 炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的 用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应) 可用于光谱分析
2.氢原子光谱的特点
在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。
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玻尔理论　能级跃迁
考点三
1.轨道量子化：电子绕原子核运动的轨道是______的、特定的。
2.能量量子化
(1)能级：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量，这些量子化的________称为能级。
(2)定态：电子在轨道上运动时，原子处在稳定的能量状态，称为定态。
(3)基态和激发态：能量______的状态称为基态，其他的状态称为激发态。
知识梳理
分立
能量值
最低
3.跃迁
(1)定义：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程。
(2)频率条件：当电子从能量较高的定态轨道(能量记为En)______到另一能量较低的定态轨道(能量记为Em)时(m、n为量子数，m＜n)，会______一个光子，该光子的能量hν＝__________，这个式子被称为______条件，又称辐射条件。
(3)能级公式：En＝E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，E1＝________ eV。
(4)半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态轨道半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。
跃迁
放出
En－Em
频率
－13.6
4.氢原子的能级图
正误辨析
(1)氢原子各能级的能量指电子绕核运动的动能。 ( )
(2)氢原子吸收或辐射光子的频率条件是hν＝En－Em(m＜n)。 ( )
(3)处于基态的氢原子可以吸收能量为11 eV的光子而跃迁到高能级。 ( )
(4)处于基态的氢原子可以吸收14 eV光子的能量发生电离。 ( )
×
√
×
√
1.两类能级跃迁
(1)自发跃迁：高能级(n)低能级(m)，hν＝En－Em。
(2)受激跃迁：低能级(m)高能级(n)。
①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝En－Em。
②碰撞、加热等：只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可，E外≥En－Em。
③大于电离能的光子被吸收，原子将电离。
核心突破
2.电离
(1)电离态：n＝∞，E＝0。
(2)基态→电离态：E吸＞0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。
(3)激发态→电离态：E吸＞0－En＝｜En｜(n＝2，3，4，…)
若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。
3.谱线条数的确定方法
(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)条。
(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
①用数学中的组合知识求解：N＝＝条。
②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出。
考向1 氢原子的能级跃迁
(2025·上海卷·T7)一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到n＝2的较低能量状态，R∞为里伯德常量，c是真空中的光速，则在此过程中
A.吸收光子，ν＝R∞c
B.放出光子，ν＝R∞c
C.吸收光子，ν＝R∞c
D.放出光子，ν＝R∞c
例1
√
氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。根据巴耳末公式＝R∞(n＝3，4，5，…)，又因为ν＝，可得ν＝R∞c(n＝3，4，5，…)，氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级，可得ν＝R∞c，且是从高能级向低能级跃迁，放出光子。故选D。
考向2 一个氢原子与一群氢原子的跃迁比较
(多选)氢原子能级图如图所示，可见光的光子能量范围为1.62～
3.11 eV。根据玻尔理论判断下列说法正确的是
A.一个处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，
最多可产生4种不同频率的光
B.大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，
最多可产生3种不同频率的光
C.大量处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，由n＝5能级向n＝4能级跃迁辐射出的光子的波长最长
D.大量处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生3种不同频率的可见光
例2
√
√
一个处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出5－1＝4种不同频率的光，故A正确；大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生＝6种不同频率的光，故B错误；光子的频率越低，波长越长，大量处在n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，由n＝5能级向n＝4能级跃迁辐射出的光子的频率最低，则波长最长，故C正确；
大量处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生＝3种不同频率的光子，可见光的光子能量范围为1.62～3.11 eV，从n＝3能级到n＝2能级跃迁释放的光子能量为[(－1.51)－(－3.4)] eV＝1.89 eV，在可见光范围内，其他跃迁产生的光子能量不在1.62～3.11 eV范围内，不属于可见光，故D错误。
考向3 能级跃迁与光电效应的综合
(2024·浙江6月卷·T10)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32和ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法正确的是
A.频率为ν31的光，其光子的动量为
B.频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应
装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32
C.频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d、
双缝到屏的距离为l的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为
D.若氢原子从n＝3能级跃迁至n＝4能级，入射光的频率ν34'＞
√
例3
根据德布罗意波长公式p＝和波长、频率关系式λ＝可得p＝＝，故频率为ν31的光，其光子的动量为，A错误；两种光分别射入同
一光电效应装置，均发生光电效应，逸出功W0相同，则由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，两种光分别射入同一光电效应装置时，产生光电子的最大初动能之差ΔEk＝hΔν＝h(ν31－ν21)＝hν32，B正确；
根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ和波长、频率关系式λ＝可得Δx＝，则两种光产生的干涉条纹间距之差为，C错误；光照
射使氢原子由低能级向高能级跃迁时，氢原子吸收的能量，即入射光子能量应为能级的差值，故若氢原子从n＝3能级跃迁至n＝4能级，入
射光的频率ν34'＝，D错误。
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课 时 测 评
题组1　电子的发现　原子的核式结构
1.(多选)α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数发生了大角度偏转，只有极少数被反弹回来，如图所示。若反弹回来的α粒子速度大小几乎不变，则下列说法正确的是
A.碰撞反弹过程中，α粒子的动量变化量Δp＝0
B.碰撞反弹过程中，α粒子的动能变化量ΔEk＝0
C.极少数α粒子被反弹回来，是因为受到了核力的作用
D.少数α粒子大角度偏转，是因为受到了金原子核的库仑力作用
√
√
设α粒子的质量为m，速度为v，反弹回来的α粒子速度大小不变，方向反向，以反弹回来的速度方向为正方向，则动量变化量为Δp＝mv－(－mv)＝2mv，故A错误；动能为标量，大小与速度方向无关，所以动能变化量ΔEk＝0，故B正确；极少数α粒子被反弹回来，是因为受到金原子核的库仑力作用，故D正确，C错误。
2.关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是
A.在原子中心有一很小的带负电的核
B.原子的全部质量都集中在原子核里
C.电子在核外不停地绕核运动
D.电子绕核运动的向心力由核力提供
√
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，故A、B错误；带负电的电子在核外空间里绕着核运动，故C正确；电子绕核运动的向心力由库仑力提供，故D
错误。
题组2　氢原子光谱
3.1885年瑞士科学家巴耳末对氢原子可见光区的谱线做了分析，总结出其
波长公式＝R∞，n＝3，4，5，…，称为巴耳末系。后来，赖曼发现了氢原子紫外区的赖曼系谱线波长满足公式＝R∞，n＝2，
3，4，…，两公式中的R∞为里德伯常量，则巴耳末系中能量最小的光子的频率与赖曼系中能量最大的光子频率之比为
A.5∶36 B.5∶27
C.3∶4 D.1∶4
√
巴耳末系中由n＝3能级跃迁到n＝2能级的光子能量最小，则＝R∞＝R∞，赖曼系中由n＝∞能级跃迁到n＝1能级的光子能量最大，则＝R∞＝R∞，根据E＝hν＝h，故光子的频率之比为＝＝。故选A。
4.(多选)(2026·重庆北碚模拟)巴耳末系是指氢原子从n＝3，4，5，6能级跃迁到n＝2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士科学家巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，则下列说法正确的是
A.Hα谱线对应光子的能量大于Hβ谱线
对应光子的能量
B.Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干
涉仪器，屏上观察到的Hβ谱线的条纹间距更大
C.巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线在水中传播速度最大
D.Hγ谱线的光照射逸出功为4.56 eV的钨，能发生光电效应现象
√
√
Hα谱线的波长大于Hβ谱线的波长，则Hα谱线的频率小于Hβ谱线的频率，根据ε＝hν可知，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A错误；Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，由于Hβ谱线的波长大于Hγ谱线的波长，根据Δx＝λ可知，屏上观察到的Hβ谱线的条纹间距更大，故B正确；
巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线的波长最大，频率最小，在水中的折射率最小，根据v＝可知，Hα谱线在水中传播速度最大，故C正确；由题意可知Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，则Hγ谱线的光子能量一定小于钨的逸出功，所以Hγ谱线的光照射逸出功为4.56 eV的钨，不能发生光电效应现象，故D错误。
题组3　玻尔理论　能级跃迁
5.(2025·甘肃卷·T1)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He＋离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He＋离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为
50 eV，则He＋离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为
A.n＝4→n＝3能级
B.n＝4→n＝2能级
C.n＝3→n＝2能级
D.n＝3→n＝1能级
√
根据题意可知，用能量为50 eV的电子碰撞He＋离子，可使He＋离子跃迁到n＝3能级或n＝2能级，当He＋离子从高能级向低能级跃迁时，由ΔE＝Em－En＝hν＝h可知，波长最长的谱线对应的跃迁为n＝3→n＝2能级。故选C。
6.(2023·辽宁卷·T6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek
√
由题图可知①和③对应的能级差相同，可知①和③的能量相等，A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，则②的频率小于①的频率，若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；
因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek＝hν－W0，可知用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，D错误。
7.(2026·湖北十堰模拟)如图为氢原子能级的示意图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于3.11 eV，金属钠的逸出功为2.29 eV。下列说法正确的是
A.氢原子从n＝5能级跃迁到基态辐射出的光波长最长
B.氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光属于紫
外线
C.氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射金
属钠时能发生光电效应
D.氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射处于n＝4能级的氢原子，可使其发生电离
√
原子从n＝5能级跃迁到基态，能级差最大，辐射出的光频率最高，波长最短，故A错误；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级，辐射出的光子能量为E5－E2＝2.86 eV＜3.11 eV，所以不属于紫外线，故B错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，辐射出的光子能量为E3－E2＝1.89 eV＜2.29 eV，因此不能使金属钠发生光电效应，故C错误；
氢原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级，辐射出的光子能量为E5－E3＝
0.97 eV，大于处于n＝4能级的氢原子的电离能0.85 eV，因此可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离，故D正确。
8.(2025·重庆卷·T6)在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为p。普朗克常量为h，光速为c，则
A.光子的波长为
B.该原子吸收光子后质量减少了
C.该原子吸收光子后德布罗意波长为
D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
√
光子的能量为E＝hν＝h，解得波长 λ＝，故A错误；原子吸收光子后，能量增加E，根据爱因斯坦质能方程有 Δm＝，质量应增加而非减少，故B错误；该原子吸收光子后德布罗意波长为λ'＝，故C正确；
吸收光子跃迁需光子能量等于能级差，波长更长的光子能量更低，无法满足跃迁条件，故D错误。
9.(2025·四川巴中三模)某高校开展氢谱实验，研究团队利用不同能量的电子与光子轰击基态氢原子以观察能级跃迁现象。氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是
A.用光子能量为13.2 eV的光照射基态氢原子，光子
能被吸收使其跃迁到n＝2能级
B.动能为13.2 eV的电子轰击氢原子时，原子不可能
发生跃迁
C.用光子能量为1.75 eV的光照射n＝3能级的氢原子时，氢原子不能电离
D.能级越高，电子动能越小，轨道半径越大
√
光子能量必须等于能级差才能被吸收，而ΔE＝E2－E1＝10.2 eV≠
13.2 eV，用光子能量为13.2 eV 的光照射基态氢原子，不会发生跃迁，故A错误；因13.2 eV＞ΔE＝10.2 eV，则用动能为13.2 eV 的电子轰击处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n＝2能级，故B错误；
n＝3能级的氢原子电离能为1.51 eV，所以用光子能量为1.75 eV的光照射n＝3能级的氢原子时，氢原子可以发生电离，故C错误；玻尔理论指出，能级越高，电子动能越小，轨道半径越大，故D正确。
10.(2025·湖南邵阳三模)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式＝R∞，其中n＝3、4、5、6分别对应谱线Hα、Hβ、Hγ、Hδ，下列关于Hα和Hγ光说法正确的是
A.在同一玻璃介质中传播时，Hα光的传播速度大
B.分别照射同一单缝衍射装置，Hγ光的中央明条纹宽度更宽
C.分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，则Hγ光的饱和电流大
D.用Hγ光照射某一金属发生光电效应，则用Hα光照射该金属也一定能发生光电效应
√
根据题意，由巴耳末公式可知，Hα光的波长较大，折射率较小，由公式v＝可知，在同一玻璃介质中传播时，Hα光的传播速度大，分别照射同一单缝衍射装置，Hα光的中央明条纹宽度更宽，故A正确，B错误；若用两光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，相同光强的光，Hα光频率较小，光子能量较小，光子数较多，饱和电流大，故C错误；Hα光的波长较大，频率较小，则用Hγ光照射某一金属发生光电效应，用Hα光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。
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第2讲 原子结构

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