第4章 4 第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子模型-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套课件PPT（人教版）

第四章 原子结构和波粒二象性 4　氢原子光谱和玻尔的原子模型 第1课时　氢原子光谱和玻尔的 原子模型 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构 2．了解微观世界的量子化特征 3．通过史实，了解量子概念的建构对人类认识自然的影响 科学思维：通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构 科学态度与责任：体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响 1．氢原子光谱 2．了解原子的能级结构 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 1．光谱 (1)定义：用棱镜或光栅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：光谱是一条条的亮线。 ②连续谱：光谱是连在一起的光带。 知识点一　氢原子光谱 (3)特征谱线：气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线。 2．氢原子光谱的实验规律 (1)氢原子光谱的特点 在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。 3．经典理论的困难 经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱。 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)经典物理学能解释原子的稳定性。(　 　) (2)光谱中的亮线称为原子的特征谱线。(　 　) (3)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。(　 　) 思辨 × √ √ 思辨 【答案】 公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，氢原子发出的可见光波长不是连续的，是分立的值。 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，服从经典力学的规律。 (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。 知识点二　玻尔原子理论的基本假设 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(其能量记为Em，m＜n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件。 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)电子绕核运行轨道的半径是连续的。(　 　) (2)处于激发态的原子是不稳定的。(　 　) (3)处于基态的原子是不稳定的。(　 　) 2．思考题：频率条件hν＝En－Em，满足什么规律？ 【答案】 能量守恒定律。 思辨 × √ × 新教材•拓展与应用 02 例1 (多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是(　 　) A．发射光谱包括连续谱和线状谱 B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱 C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析 D．光谱分析可以帮助人们发现新元素 类型一　光谱和光谱分析 ACD 【解析】 光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱分为连续谱和线状谱，故A正确；太阳光谱中有暗线，是吸收光谱，氢光谱是线状谱，故B错误；线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析，故C正确；光谱分析可以精确分析物质中所含元素，可以帮助人们发现新元素，故D正确。 类型一　光谱和光谱分析 活学活用 根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是(　 　) A．线状谱中的亮线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线 B．线状谱中的亮线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线 C．线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线都不是特征谱线 D．同一元素的线状谱的亮线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的 D 活学活用 【解析】 根据光谱理论可知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的，选项D正确，A、B、C错误。 例2 一个氢原子从n＝2能级跃迁到n＝3能级，也就是氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，该原子(　 　) A．吸收光子，能量增大 B．吸收光子，能量减小 C．放出光子，能量增大 D．放出光子，能量减小 【解析】 氢原子从低能级向高能级跃迁时，吸收光子，能量增大，选项A正确，B、C、D错误。 类型二　玻尔原子理论的基本假设 A 活学活用 (多选)关于玻尔理论，下列说法正确的是(　 　) A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动 B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量 C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量 D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量 【解析】 不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以选项B、C错误，D正确；根据玻尔理论知选项A正确。 AD 本课点睛 课后请完成高效作业25 玻尔原子理论的基本假设 1．轨道量子化。 2．定态：原子中这些具有确定能量的稳定状态。 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(其能量记为Em，m＜n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件。 感谢聆听，再见！ (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∞叫作里德伯常量，R∞＝1.10×107 m-1，n只能取整数。 2．思考题：由巴耳末公式＝R∞(－)(n＝3，4，5，…)可知，氢原子发出的可见光波长是不是连续的？ $$