第4章 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型—2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册讲义

4．氢原子光谱和玻尔的原子模型 学习目标：1．[物理观念]知道光谱、连续谱、线状谱及玻尔原子理论基本假设的内容，了解能级、能级跃迁、能量量子化、基态、激发态等概念和相关的实验规律。　2.[科学思维]掌握氢原子光谱的实验规律和氢原子能级图，理解理论的局限性与不足，能用原子能级图分析、推理、计算，提高解决问题的能力。　3.[科学探究]通过对氢原子光谱实验规律的探究及玻尔理论的理解，揭示物理现象的科学本质，提高探究能力。　4.[科学态度与责任]学会用事实说话，坚持实事求是的科学态度，体验科学家的艰辛，激发探索科学规律的热情。 阅读本节教材，回答第84页“问题”并梳理必要的知识点。 教材P84“问题”提示：每种原子都有自己的特征谱线，食盐钠原子能发出黄色频率的光线。 一、光谱及氢原子光谱的实验规律 1．光谱 (1)定义：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，即光谱。 (2)分类 eq \o\ac(○,1)线状谱：有些光谱是一条条的亮线，叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱。 eq \o\ac(○,2)连续谱：有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，叫作连续谱。 eq \o\ac(○,3)特征谱线 气体中中性原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线。 (4)光谱分析 eq \o\ac(○,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。 eq \o\ac(○,2)优点：灵敏度高。 说明：同一种原子可以发射和吸收同一种频率的谱线。 2．氢原子光谱的实验规律和经典理论的困难 (1)氢原子光谱的实验规律 eq \o\ac(○,1)巴耳末公式 eq \f(1,λ)＝R∞eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))　n＝3，4，5，… eq \o\ac(○,2)意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。 (2)经典理论的困难 (1)用经典电磁理论在解释原子的稳定性时遇到了困难。 (2)用经典电磁理论在解释原子光谱是分立的线状谱时遇到了困难。 说明：氢原子光谱是线状谱，只有一系列特定波长的光。 二、玻尔原子理论的基本假设 1．玻尔原子模型 (1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动。 (