4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课件-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦氢原子光谱和玻尔原子模型，课堂导入通过元素发光频率差异的科学现象，衔接原子结构知识，构建从光谱分类（发射、吸收光谱）到氢原子光谱实验规律（巴耳末系），再到经典理论困难与玻尔理论（轨道量子化、定态、跃迁）的学习支架。 其亮点在于融入“科学小站”视频资源辅助光谱研究，典例分析结合具体例题（如氢原子跃迁能量计算），以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究引导学生理解量子化观念。帮助学生深化物理观念，教师可通过系统内容和实例提升教学效果。

第四章 原子结构和波粒二象性 第4节 氢原子光谱和波尔的原子模型 科学研究发现不同元素发光时的频率成分构成都是不同的，研究原子的发光情况是鉴别物质与探索原子结构的重要手段之一。 新课导入 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。 一、光谱 1、发射光谱： 物体发光直接产生的光谱 （1）连续谱： 由连续分布的一切波长的光组成 特点： 整个光谱区域都是亮的 产生： 炽热的固体、液体及高压气体的光谱 实例： 白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水 （2）线状谱： 只含有一些不连续的亮线的光谱，线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。 特点： 是一条条分立的亮线 产生： 线状光谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱 一、光谱 2、吸收光谱： 高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过低温物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。 特点： 光谱区域存在一条条暗线 规律：各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱（线状光谱）中的一条明线相对应。 一、光谱 原子只会吸收或发出特定波长的光 SZ-LWH 励志 博学 慎思 笃行 贵州省松桃民族中学 光谱 SZ-LWH 励志 博学 慎思 笃行 贵州省松桃民族中学 光谱 巴耳末系波长公式： R∞叫作里德伯常量，实验测得的值为R∞＝1.10× m-1 n＝3，4，5，... 除了巴耳末系，后来发现的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。 二、氢原子光谱的实验规律 核外电子绕核运动 产生变化的电磁场 辐射电磁波 电子轨道半径连续减小 原子不稳定 辐射电磁波的频率连续变化 原子是稳定的 原子光谱是线状谱——分立的 用经典电磁理论无法解释核式结构的原子的稳定性,也无法解释原子光谱的分立特征。 三、经典理论的困难 1、轨道量子化 分立的量子化轨道 电子在这些轨道上的绕核运动是稳定的，不产生电磁辐射。 + 2、定态假设——解决原子稳定性问题 （1）定态：原子中具有确定能量的稳定态 基态：能量最低的定态（电子离核最近） 激发态：其他的定态 + 定态一 + 定态二 + 定态三 E1 E2 E3 四、玻尔原子理论 电子在不同的轨道上运动，原子就会处于不同的状态。原子在不同的状态中具有不同的能量。原子的能量是量子化的。 （2）能级：原子在不同状态下量子化的能量值 3、频率条件（跃迁假设）——解决光谱的分立性问题 （1）跃迁：电子从能量较高的定态轨道（En）跃迁到能量较低的定态轨道（Em），会向外辐射出能量为hυ的光子。从低能级向高能级跃迁需要吸收能量为hυ的光子。 （2）频率条件： 四、玻尔原子理论 ①跃迁是随机的 ②大量原子的核外电子跃迁时有各种可能情况出现 玻尔在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念 同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律 除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难 没有绕开经典理论 无法解释复杂一点的原子的光谱现象 无法解释谱线的强度等 五、玻尔原子理论的局限性 【例题1】下列对氢原子光谱实验规律的认识，正确的是( ） A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光 B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线 C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线 D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关 B 典例分析 【例题2】根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( ） A. 若氢原子由能级EN,向低能级EM跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为 hv=EN EM B.电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为v，则其发光的频率也是v C.一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道,直接跃迁到另一个半径为rb的轨道，则此过程原子要辐射某一频率的光子 D.氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁 A 典例分析 【例题3】氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.633.1eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为( ) A.12.09 eV B. 10.2 eV C.1.89 eV D. 1.51 eV A 典例分析 【例题4】(多选)如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（ ） A.氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去 B.氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去 C.氢原子最多能发射3种波长不同的光 D.氢原子最多能发射6种波长不同的光 AD 典例分析 星之所在 初音未来 Other 132264.0 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $