4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课件-长春市新解放中学2022-2023学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

面对如此珍贵的月壤，科学家们是如何检测它的成分呢？ 2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成。 4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 ——shuaiestchi 一、光谱 1.光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长展开，获得波长和强度分布的记录。 早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象 光谱 线状谱 连续谱 吸收光谱 2.光谱的分类 由连续分布的一切波长的光组成的光谱叫做连续谱。 炽热的固体、液体及高压气体的光谱是连续谱 只含有一些不连续的亮线的光谱叫线状谱 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱，游离状态的原子发射的，也叫原子光谱 连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱 （含量达到10-13kg就可以检测） 4.光谱分析： 鉴别物质和确定物质的组成成分，发现新元素 3.特征谱线： 每种原子只能发出具有本身特征的某些频率的光 二、氢原子光谱的实验规律 1885年，巴耳末对当时已知的可见光区的4条谱线分析，得到巴耳末公式： 巴耳末公式确定的这一组谱线称为巴耳末系。 核外电子绕核运动 辐射电磁波 电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续 变化，连续光谱 事实上：原子是稳定的 辐射电磁波频率只是某些确定值 经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的分立性 （变化的电磁场） 三、经典理论的困难 轨道量子化 能量量子化 跃迁假说 玻尔原子理论的基本假设内容 四、波尔原子理论的基本假设 普朗克黑体辐射的量子论 巴耳末公式 爱因斯坦的光量子论 1. 轨道量子化 ②电子在轨道绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射 ①绕核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值 2. 定态（能量量子化） 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，于是就具有不同的能量。 ①能级：各轨道上量子化的能量 ②定态：原子中具有确定能量的稳定状态 基态：能量最低的状态(离核最近) 激发态：其他的能量状态 氢原子：E1=-13.6eV n=1基态 n=2激发态 n=3激发态 E3 E1 E2 当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En，m>n）时，它辐射出一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由两种定态的能量差决定。 (频率条件或辐射条件) 3、跃迁假设： E4 1 2 3 4 5 E1 E3 E2 E5 E∞ n 五、玻尔理论的局限性 玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，成功的解释并预言了氢原子光谱，但是也有它的局限性。 ②无法解释谱线的强度 ①复杂一点的原子，就无法解释它的光谱现象 波尔 原因：保留了静电粒子的观念，仍然把电子的运动看做经典力学描述小的轨道运动。 修正玻尔理论 必须彻底放弃经典概念，用电子云概念取代经典的轨道概念 →建立量子力学 汤姆孙发现电子 汤姆孙的 西瓜模型 α 粒子散射实验 卢瑟福的 核式结构模型 原子不可割 汤姆孙的 西瓜模型 原子稳定性事实 氢光谱实验 卢瑟福的核式结构模型 矛盾 玻尔模型 复杂(氦)原子光谱 量子力学理论 矛盾 矛盾 否 定 建 立 否 定 建 立 否 定 建 立 玻尔模型 否 定 建 立 修正 修正 $