教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第4章 原子结构 3.光谱 氢原子光谱 4.玻尔的原子模型 能级.ppt

巴耳末公式的两点提醒(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征,不能描述其他原子。(2)公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的,在紫外光区的谱线也适用。答案:A【问题引领】知识点三对玻尔理论的理解人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段,其中有:它们的先后顺序排列是怎样的?提示:人们对原子结构的认识先后经历了汤姆孙模型、卢瑟福模型、玻尔模型、电子云模型,故顺序应该为BCAD。【归纳提升】1.轨道量子化轨道半径只能够是一些不连续的、分立的数值。氢原子各条可能轨道上的半径rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中n是正整数,r1是离核最近的可能轨道的半径,r1=0.53×10-10m。其余可能的轨道半径还有0.212nm、0.477nm等,不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值。这样的轨道形式称为轨道量子化。3.跃迁原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,高能级Em低能级En。可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。【典型例题】【例题3】(多选)由玻尔理论可知,下列说法正确的是()A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量C.原子内电子的可能轨道是连续的D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大答案:BD解析:按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错误,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。(1)处于基态的原子是稳定的,而处于激发态的原子是不稳定的。(2)原子的能量与电子的轨道半径相对应,轨道半径大,原子的能量大,轨道半径小,原子的能量小。【变式训练3】(多选)按照玻尔原子理论,下列表述正确的是()A.核外电子运动轨道半径可取任意值B.氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大C.电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定,即hν=Em-En(mn)D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收能量答案:BC解析:根据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定的值,而不是任意值,A错误;氢原子中的电子离原子核越远,能级越高,能量越大,B正确;由跃迁规律可知C正确;氢原子从激发态向基态跃迁的过程中,应辐射能量,D错误。【问题引领】知识点四对原子能级和能级跃迁的理解根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离近还是远?各能级的能量满足什么规律?各能级的能量包括哪几种形式的能?【归纳提升】1.跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化当原子从高能级向低能级跃迁时,轨道半径减小,库仑引力做正功,原子的电势能Ep减小,电子动能增大,向外辐射能量,原子能量减小。反之,原子电势能增大,电子动能减小,原子能量增大。2.使原子发生跃迁的两种粒子——光子与实物粒子【典型例题】【例题4】氢原子的能级图如图所示,已知可见光光子能量范围为1.62~3.11eV。下列说法正确的是()A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,发出的光中一定包含可见光C.大量处于n=2能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光子能量较大,有明显的热效应D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,只可能发出3种不同频率的光答案:A解析:紫外线光子的能量一定大于可见光光子的能量,即一定大于3.11eV,而从第3能级电离只需要1.51eV能量,选项A正确;从高能级向第3能级跃迁时辐射光子的能量一定小于1.51eV,因此不含可见光,选项B错误;从第2能级的氢原子向基态跃迁,辐射光子的能量为10.2eV,是紫外线,只有红外线才有明显的热效应,选项C错误;大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁,有6种可能的光,选项D错误。【变式训练4】(多选)欲使处于基态的氢原子激发或电离,下列措施可行的是()A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用10eV的光子照射答案:AC解析:由氢原子的能级图可求得E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2