4-3 光譜 氫原子光譜 4-4 玻爾的原子模型 能級 課件 高中物理新教科版選擇性必修第三冊（2022~2023學年）

第四章原子結構新教科版高中物理選擇性必修第三冊第3節(jié)光譜氫原子光譜第4節(jié)玻爾的原子模型能級思考與討論：

把食鹽放在火中灼燒，會發(fā)出黃色的光。食鹽為什么發(fā)黃光而不發(fā)其他顏色的光呢？演示與觀察：演示與觀察：演示與觀察：1.光譜：用棱鏡或光柵可以把物質(zhì)發(fā)出的光按波長（頻率）展開，獲得波長（頻率）和強度分布的記錄，即光譜。一、光譜（1）有些光譜是一條條的亮線，叫作譜線，這樣的光譜叫作線狀譜。（2）有的光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一起的光帶，叫作連續(xù)譜。2.氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光。不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，因此，這些亮線稱為原子的特征譜線。既然每種原子都有自己的特征譜線，我們就可以利用它來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。這種方法稱為光譜分析。一、光譜二、氫原子光譜的實驗規(guī)律氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。巴耳末公式：

里德伯常量

式中的n只能取整數(shù)，它確定的這一組譜線稱為巴耳末系。三、經(jīng)典理論的困難矛盾一：無法解釋原子的穩(wěn)定性矛盾二：無法解釋原子光譜的分立性核外電子繞核運動輻射電磁波事實上：原子是穩(wěn)定的事實上：輻射電磁波頻率只是某些確定值電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化四、玻爾原子理論的基本假設假說1：軌道量子化針對原子核式結構模型提出圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的轉動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射，也就是說，電子的軌道是量子化的。四、玻爾原子理論的基本假設假說2：定態(tài)（能級）假說針對原子的穩(wěn)定性提出電子在不同的軌道上運動，原子處于不同的狀態(tài)。根據(jù)玻爾理論，電子只能在特定軌道上運動，因此，原子的能量也只能取一系列特定的值。這些量子化的能量值叫作能級。原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。四、玻爾原子理論的基本假設能級：量子化的能量值。定態(tài)：原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)。基態(tài)：能量最低的狀態(tài)（離核最近）。激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)。123假說2：定態(tài)（能級）假說針對原子的穩(wěn)定性提出E412345E1E3E2E5E∞n基態(tài)激發(fā)態(tài)四、玻爾原子理論的基本假設假說3：頻率條件（躍遷假說）針對原子光譜是線狀譜提出E412345E1E3E2E5E∞n基態(tài)激發(fā)態(tài)

當電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為En）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為Em，m<n）時，會放出能量為hv的光子（h是普朗克常量），這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即五、玻爾理論對氫光譜的解釋1.根據(jù)玻爾理論推導出巴耳末公式，并從理論上算出里德伯常量的值。這樣得到的結果與實驗值符合得很好。2.玻爾理論也能很好地解釋甚至預言氫原子的其他譜線系，即氫原子從高能級向m＝1，3，4，5能級躍遷，也會產(chǎn)生相應的光譜。它們也都被實驗觀測到了，分別稱為賴曼系、帕邢系、布喇開系等。五、玻爾理論對氫光譜的解釋3.原子從較高的能級向低能級躍遷時放出的光子的能量等于前后兩個能級之差。由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。4.由于不同的原子具有不同的結構，能級各不相同，因此輻射（或吸收）的光子頻率也不相同。這就是不同元素的原子具有不同的特征譜線的原因。六、玻爾理論的局限性1.玻爾理論的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念，仍然把電子的