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第四章：第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型（第2课时）高中物理选择性必修第三册
目录CONTENT高中物理选择性必修第三册经典理论的困难玻尔原子理论的基本假设玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论的局限性
经典理论的困难第一部分
困难101.高中物理选择性必修第三册经典物理学中，认为核外电子绕核旋转，电子将不断向四周辐射电磁波，能量不断减少，轨道半径变小，逐渐靠近原子核，最后落回到原子核上，形成原子坍塌。与原子是个稳定系统的事实相矛盾。
高中物理选择性必修第三册另一方面，根据经典电磁理论，电子辐射电磁波的频率，就是它绕核转动的频率。随着绕核运动轨道半径的不断变化，电子运动的频率也要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续光谱。然而，事实上原子光谱是由一些不连续的亮线组成的分立的线状谱。困难202.尽管经典物理学可以很好地应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象。
玻尔原子理论的基本假设第二部分
丹麦物理学家玻尔01.高中物理选择性必修第三册丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913年把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。
假说1：轨道量子化与定态02.高中物理选择性必修第三册+rnn=1n=2n=3v-轨道量子化：n=4n=∞绕核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射，也就是说，电子的轨道是量子化的。量子数n=1,2,3……氢原子：
高中物理选择性必修第三册能级：原子的在各种定态时的能量值定态：原子具有确定能量的稳定状态①基态：能量最低的状态（离核最近）②激发态：其他能量状态电子只能在特定轨道上运动，电子沿不同轨道绕核运动时，原子具有相应的、不同的、确定的能量。假说1：轨道量子化与定态03.基态激发态(n=1,2,3……)
问题与思考04.高中物理选择性必修第三册按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射。那么，如何解释观察到的原子光谱呢？
假说2：频率条件（跃迁假说）05.高中物理选择性必修第三册玻尔假定：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，mn）时，会放出能量为hv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hv=Em－En这个式子称为频率条件，又称辐射条件。+mn-不连续
玻尔理论对氢光谱的解释第三部分
∞12345n-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV布喇开系莱曼系巴耳末系帕邢系量子数能级基态激发态+n=1n=2n=3-电子原子核量子数氢原子能级图
玻尔理论对氢光谱的解释01.高中物理选择性必修第三册在巴耳末公式中如果把分母中的2换为其他自然数，就得到了其他谱线系的波长。它们对应于氢原子从较高能级向其他能级跃迁时辐射的光。玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系，即氢原子从高能级向m＝1，3，4，5能级跃迁，也会产生相应的光谱。它们也都被实验观测到了，分别称为赖曼系、帕邢系、布喇开系等。
电子从高能级向低能级跃迁02.高中物理选择性必修第三册处于激发态的原子是不稳定的，可自发地经过一次或几次跃迁到达基态。发射光子的能量：能级是分立的，放出光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。氢原子能级图
电子从低能级向高能级跃迁03.高中物理选择性必修第三册吸收光子的能量：氢原子能级图原子的跃迁：?hv=Em－En
原子的电离04.高中物理选择性必修第三册1.吸收光子（光照）电离后的自由电子动能：对于能量大于或等于13.6eV的光子：氢原子电离，原子结构被破坏（En0）电离条件：2.吸收实物粒子能量（碰撞、加热）只要实物粒子（如：电子、α粒子等）的能量足以使氢原子向高能级跃迁，就可以被氢原子全部吸收或部分吸收而使氢原子向高能级跃迁，多余能量由实物粒子保留，仍为实物粒子动能。
思考与讨论05.高中物理选择性必修第三册12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV一群氢原子处于n=4激发态，最多向外辐射多少种频率的光子？??
拓展学习1：一群原子和一个原子06.高中物理选择性必修第三册氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。
高中物理选择性必修第三册拓展学习2：直接跃迁与间接跃迁07.原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时
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