第四章 4 氢原子光谱和玻尔的原子模型-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第三册人教版(教师用书)

享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 #4氢原子光谱和玻尔的原子模型 [学业要求] 1.了光谱、连续谱和线状谱等概念。 2.知道氢原子光谱的实验规律。 3.知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 4.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。 5.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型。 6.了解皱尔模型的不足之处及其原因。 /预习案必备知识·问题导学 /通收材·难知识·素养初成 一、光谱 1.定义 用光棚或棱镜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 (1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱。 (②)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱。 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 由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成 分，这种方法称为光谱分析，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到 10-13kg时就可以被检测到。 二、氢原子光谱的实验规律 1.巴耳末公式：1λ=Raws4 alcol(0f11n2n=3,4,5,), 其中R叫作里德伯常量，其值为Rm=1.10×107m-1。 2.巴耳未公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。 三、经典理论的困难 1.核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了粒子散射实 验。 2.经典理论的困难：经典（电磁）理论既无法解释原子是个很稳定的系统，又无法解 释原子光谱的分立的线状谱。 四、玻尔原子理论的基本假设 ·独家授权侵权必究· 令学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 1.轨道量子化 (1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动。 (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量子化的。 (3)电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。 2.定态 (1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的 能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。 (2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态， 其他的状态叫作激发态。 3.跃迁 (I)当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为E)跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为 E,m>)时，会放出能量为v的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即w =E一E,该式被称为频率条件，又称辐射条件。 (2)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 同样由频率条件决定。 五、玻尔理论对氢光谱的解释 1.氢原子的能级图 EleV 0 -1.51 -3.4 -13.6 2.解释巴耳末公式 (1)按照玻尔理论，原子从较高能级（如从E)跃迁到较低能级（如到E2)时，辐射的光子的 能量为m=E一E, (②)巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和之后所处的定态轨道的 量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好。 3.解释气体导电发光：通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到高速运 动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，处于激发态的原子是不稳定的，会自 发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。 4.解释氢原子光谱的不连续性：原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前 后两能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的， 因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 ·独家授权侵权必究· 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2XXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 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，能级各不相同， 因此辐射（或吸收）的光子频率也不相同。 六、玻尔理论的局限性 1.玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成 功解释了氢愿子光谱的实验规律。 2.玻尔理论的局限性 保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运 动。 3.电子云 原子中的电子的坐标没有确定的值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的 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，人们形象 地把它叫作电子云。 1自我诊断 1,下列说法正确的是() A.线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质 B.可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 C,处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子 D.不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率