【知识点讲解】
1. **原子的核式结构模型**
- 卢瑟福的粒子散射实验：卢瑟福为了研究原子的结构，利用高速运动的α粒子（氦原子核）进行实验。实验中发现大部分α粒子穿过金箔后基本保持直线运动，但少数α粒子发生大角度偏转，甚至反弹。这表明原子内部存在一个小而重的核，周围是相对较大的空隙。
- 结论分析：实验结果表明，电子的质量和电荷不足以引起α粒子的大角度偏转，而大角度偏转只能由大质量大电荷的物质引起，这便是原子核。卢瑟福据此于1911年提出原子的核式结构模型，其中原子核包含所有正电荷和大部分质量，电子在核外空间围绕核作轨道运动。
2. **玻尔的氢原子理论**
- 玻尔的三条假说：
- **轨道量子化**：电子只能存在于特定的、离散的能量轨道上。
- **能量量子化**：原子只能处于这些离散能量状态，称为定态，且在定态中不辐射能量。
- **跃迁假说**：当原子从一个定态跃迁到另一个定态时，会吸收或辐射出特定频率的光子，光子能量等于两能级之间的差值。
- **氢原子能级**：氢原子的能量状态是分立的，最低能量状态为基态，其余为激发态。能级与电子轨道的半径有关，基态时电子离核最近，能量最低，为-13.6eV。电子在轨道上的动能等于其所在能级的绝对值，而电势能是动能的两倍。
- **原子光谱**：原子吸收或发射特定频率的光形成线状光谱，每种元素的光谱线独一无二，可用于元素的鉴定。例如，氢原子的光谱线对应其电子在不同能级间的跃迁。
3. **原子跃迁条件与应用**
- 原子跃迁必须满足能量守恒，即吸收或辐射的光子能量等于两能级之差。
- 光谱分析的应用：通过分析元素的光谱线，可以确定物质的组成。
- 激发态与基态：激发态原子不稳定，会自发地跃迁回基态或较低能级，释放能量并发出光子。一群原子的自发跃迁会产生多条光谱线。
4. **题目解析**
- 题目中提到的卢瑟福的α粒子散射实验验证了原子核的存在，而玻尔的理论则解释了氢原子如何维持其稳定的能量状态以及如何通过吸收和辐射光子进行能级转换。
原子的核式结构模型和玻尔的氢原子理论是理解微观世界的基础，它们揭示了原子内部的构造和能量变化规律，为后来的量子力学发展奠定了基础。
