第四章 4.第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子模型 -【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用Word（人教版）

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

知识点一　光谱

1.定义：用棱镜或光栅可以把物质发生的光按波长（频率）展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

2.分类：有些光谱是一条条的亮线，叫作　谱线　，这样的光谱叫作　线状谱　。有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，叫作　连续谱　。

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　是不一样的，因此，这些　亮线　称为原子的特征谱线。

4.光谱分析：利用原子的　特征谱线　来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫作光谱分析。

知识点二　氢原子光谱的实验规律

1.原子内部电子的运动是原子发光的原因。因此，　光谱　是探索原子结构的一条重要途径。

2.巴耳末公式：＝　R∞（n＝3，4，5，…）　，式中R∞叫作里德伯常量，其值为R∞＝1.10×107 m－1。

3.巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。

知识点三　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　α粒子散射实验　。

2.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特征。

知识点四　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　库仑引力　的作用下，绕　原子核　做圆周运动。

（2）电子绕核运动的轨道是　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）能量量子化：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的　能量　。

（2）能级：原子的量子化的　能量值　。

（3）定态：原子中具有　确定　能量的稳定状态。

（4）基态：能量　最低　的状态。

（5）激发态：除　基态　之外的其他状态。

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（能量记为Em，m＜n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝　En－Em　，此式称为频率条件，又称辐射条件。

【情景思辨】

1.不同物体发出的不同光谱如图所示。

（1）钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？

提示：钨丝白炽灯的光谱是连续谱，其他三种光谱既有线状谱又有连续谱。

（2）铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？

提示：不同。

2.判断正误。

（1）气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光。（　√　）

（2）线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质。（　×　）

（3）可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。（　√　）

（4）玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的。（　√　）

（5）电子从较高的能级向较低的能级跃迁时，会放出任意频率的光子。（　×　）

要点一　光谱和光谱分析

1.光谱的分类

 

 

 

2.太阳光谱