4.4 （課件）氫原子光譜和玻爾的原子模型-2021-2022學(xué)年高二物理備課 課件+導(dǎo)學(xué)案（人教版2019選擇性必修第三冊(cè)）

4.4氫原子光譜和玻爾的原子模型單擊此處添加副標(biāo)題一、光譜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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)輻射電磁波事實(shí)上：原子是穩(wěn)定的事實(shí)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(shè)假說1：軌道量子化針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出圍繞原子核運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)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(shè)假說2：定態(tài)（能級(jí)）假說針對(duì)原子的穩(wěn)定性提出電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，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(jí)。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(shè)能級(jí)：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)?；鶓B(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(jí)）假說針對(duì)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(shè)假說3：頻率條件（躍遷假說）針對(duì)原子光譜是線狀譜提出E412345E1E3E2E5E∞n基態(tài)激發(fā)態(tài)

當(dāng)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(shí)，會(huì)放出能量為hv的光子（h是普朗克常量），這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即五、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1.根據(jù)玻爾理論推導(dǎo)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(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合得很好。2.玻爾理論也能很好地解釋甚至預(yù)言氫原子的其他譜線系，即氫原子從高能級(jí)向m＝1，3，4，5能級(jí)躍遷，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光譜。它們也都被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到了，分別稱為賴曼系、帕邢系、布喇開系等。五、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋3.原子從較高的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。由于原子的能級(jí)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(jié)構(gòu)，能級(jí)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，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看作經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。2.玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。但對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的原子如氦原子，玻爾理論就無法解釋它的光譜現(xiàn)象。1．下列說法正確的是（）A．燒紅的煤塊和白熾燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜都是連續(xù)光譜B．生活中試電筆內(nèi)氖管和霓虹燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜都是連續(xù)光譜C．用光譜管觀察酒精燈火焰上鈉鹽的光譜可以看到鈉的連續(xù)譜D．神舟七號(hào)飛船內(nèi)的三名宇航員在繞著地球飛行中能夠觀察到太陽的連續(xù)譜A2．如圖甲所示的a、b、c、d為四種元素的特征譜線，圖乙是某礦物的線狀譜，通過光譜分析可以確定該礦物中缺少的元素為（）A．a(chǎn)元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素B3．根據(jù)玻爾模型，原子中電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑（）A．可以取任意值 B．可以在某一范圍內(nèi)取任意值C．可以取一系列不連續(xù)的任意值 D．是一系列不連續(xù)的特定值D4．用能量為12.75eV的光子去激發(fā)處于基態(tài)的一群氫原子，受激發(fā)后的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以放出幾種頻率的光子（）A．12種 B．6種 C．5種 D．3種B5．關(guān)于玻爾理論的局限性，下列說法中正確的是（）A．玻爾的原子模型與原子的核式結(jié)構(gòu)模型本質(zhì)上是完全一致的B．玻爾理論的局限性是保留了過多的經(jīng)典物理理論C．玻爾理論的局限性在于提出了定態(tài)和能級(jí)之間躍遷的概念D．玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，是使玻爾理論陷入局限性的根本原因B6．對(duì)原子光譜，下列說法正確的是（）A．原子光譜是不連續(xù)的B．原子光譜是連續(xù)的C．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的D．各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同AD7．如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共可以輻射出10種不同頻率的光子，其中萊曼系是指氫原子由高能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則（