4.4.1氢原子光谱和玻尔的原子模型 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

题目 4.4.1氢原子光谱和玻尔的原子模型 课型 新授课 主备人 学习目标 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念，知道氢原子光谱的实验规律。 2．知道经典理论的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱的分立特性。 3．了解玻尔原子理论的基本假设的主要内容。能用玻尔原子理论解释氢原子能级图及光谱。 基础知识 一、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 (1)发射光谱：物质发光直接获得的光谱，分为线状谱和连续谱。 ①线状谱：光谱为一条一条的 线。 ②连续谱：光谱为连在一起的光带。 (2)吸收光谱：连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱。 3．原子的特征谱线：气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，说明原子只发出 的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的 是不一样的，因此，这些 称为原子的特征谱线。 4．光谱分析：利用每种原子的 来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫光谱分析，光谱分析的灵敏度高。 二、氢原子光谱的实验规律 1．氢原子光谱说明氢原子只能发出一系列特定波长的光。 2．氢原子在可见光区的四条谱线的波长满足公式＝ ，n＝3,4,5，…，式中R∞为里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1。这个公式为巴耳末公式，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。 3．氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。 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 。 2．经典理论的困难 既无法解释原子的稳定性又无法解释原子光谱的 特征。 四、玻尔原子理论的基本假设 1．定态假设：原子只能处于一系列能量不连续的状态中，在这些状态中，电子虽然做加速运动，但并不向外 ，这些状态叫定态。能量最低的状态叫作 ，其他的状态叫作 。 2．轨道量子化假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运动轨道[氢原子的轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n为量子数，其中r1＝0.53×10－10 m]，原子的能量状态是不连续的。 3．频率条件：原子从一种定态跃迁到另一定态时，要吸收(或辐射)一定频率的光子，光子的能量(或频率)由这两个定态的能量差值决定，例如，原子从定态E2跃迁到定态E1，辐射的光子能量为hν＝ 。 课堂拓展 1．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( ) A．光谱包括连续谱和线状谱 B．炽热固体的发光光谱是线状谱 C．线状谱可用作光谱分析，而连续谱不可以 D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素 2．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是( ) A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线 B．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气，可得到钠元素的特征谱线 C．可以用特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分 D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据 3．(多选)下列有关氢原子光谱的说法中正确的是( ) A．氢原子的发射光谱是连续的 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关 4．(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式＝R∞(n＝3,4,5，…)，下列说法正确的是( ) A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C．氢原子光谱巴耳末系的最短波长与最长波长之比是 D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 5．(多选)以下论断正确的是( ) A．按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力作用不能静止，只能绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波 B．按经典电磁理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落到原子核上 C．按照卢瑟福的核式结构理论，核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确 D．经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象 6．(多选)下列叙述符合玻尔理论的是( ) A．电子的可能轨道的分布是不连续的 B．电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量 C．电子在可能轨道上绕原子核做圆周运动，不向外辐射能量 D．电子没有确定的轨道 随堂检测 (1)各种原子的发射光谱都