4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

班级 姓名 学号 4.4 氢原子光谱和波尔的原子模型 课前预习 一、光谱 1.定义：用棱镜或光栅把物质发出的光按 (频率)展开，获得波长(频率)和 分布的记录． 2.分类 (1)线状谱：光谱是一条条的 ． (2)连续谱：光谱是 的光带． 3.特征谱线：气体中中性原子的发光光谱都是 ，说明原子只发出几种 的光，不同原子的亮线位置 ，说明不同原子的 不一样，光谱中的亮线称为原子的 ． 4.应用：利用原子的 ，可以鉴别物质和确定物质的 ，这种方法称为 ，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－13 kg时就可以被检测到． 二、氢原子光谱的实验规律 1.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱是探索 的一条重要途径． 2.氢原子光谱的实验规律满足巴耳末公式：＝R∞(－)(n＝3,4,5，…) 式中R为 ，R∞＝1.10×107 m－1，n取整数． 3.巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的 光谱的特征． 三、经典理论的困难 1.核式结构模型的成就：正确地指出了 的存在，很好地解释了 ． 2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 ，又无法解释原子光谱的 线状谱． 四、玻尔原子理论的基本假设 1.轨道量子化：(1)原子中的电子在 的作用下，绕原子核做 ． (2)电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是 的(填“连续变化”或“量子化”)． (3)电子在这些轨道上绕核的运动是 的，不产生 ． 2.定态：(1)当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．电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列特定的值．这些量子化的能量值叫作 ． (2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 ．能量 的状态称为基态，其他的状态叫作激发态． 3.频率条件 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em，m＜n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝ ，该式称为频率条件，又称辐射条件． 五、玻尔理论对氢光谱的解释 1.氢原子能级图(如图所示) 2.解释巴耳末公式： 巴耳末公式中的正整数n和2代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的 的量子数n和2. 3.解释气体导电发光：通常情况下，原子处于基态，非常稳定，气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到 ，处于激发态的原子是 的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出 ，最终回到基态． 4.解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高的能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后 ，由于原子的能级是 的，所以放出的光子的能量也是 的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线． 5.解释不同原子具有不同的特征谱线 不同的原子具有不同的结构， 各不相同，因此辐射(或吸收)的 也不相同． 六、玻尔理论的局限性 1.成功之处 玻尔的原子理论第一次将 引入原子领域，提出了 的概念，成功解释了 光谱的实验规律． 2.局限性：保留了 的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的 运动． 3.电子云 原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述某时刻电子在某个位置出现 的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称 ． 随堂练习 例1.(多选)下列关于光谱的说法正确的是(　　) A.连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱 B.通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分 C.连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光 D.通过对线状谱的明线光谱分析可鉴定物质成分 例2.(多选)已知可见光波长范围为400-760nm，下列关于巴耳末公式＝R∞(－)的理解，正确的是(　　) A.巴耳末系的4条谱线位于可见光区域 B.公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C.公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D.在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短 例3.按照玻尔理论，下列表述正确的是(