高考物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)難點(diǎn)匯總玻爾原子模型及相關(guān)應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上難點(diǎn)19 玻爾原子模型及相關(guān)應(yīng)用玻爾原子模型是中學(xué)物理的重要模型之一，以此為背景的高考命題，有較強(qiáng)的抽象性和綜合性，是考生應(yīng)對(duì)的難點(diǎn).難點(diǎn)磁場(chǎng)1.（）（1996年全國）根據(jù)玻爾理論，氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道后A.原子的能量增加，電子的動(dòng)能減小圖191B.原子的能量增加，電子的動(dòng)能增加C.原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小D.原子的能量減小，電子的動(dòng)能增加2.（）（1995年全國）如圖19-1所示，給出氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，氫原子在這些能級(jí)之間躍遷即輻射的光子的頻率最多有_種，其中最小的頻率等于_Hz.（保留兩位有效數(shù)字）案例探究例1欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下

2、列措施可行的是A.用10.2 eV的光子照射 B.用11 eV的光子照射C.用14 eV的光子照射 D.用11 eV的光子碰撞命題意圖：考查考生對(duì)玻爾原子模型的躍遷假設(shè)的理解能力及推理能力.B級(jí)要求.解題方法與技巧：由"玻爾理論"的躍遷假設(shè)可知，氫原子在各能級(jí)間，只能吸收能量值剛好等于兩能級(jí)之差的光子.由氫原子能級(jí)關(guān)系不難算出，10.2 eV剛好為氫原子n=1和n=2的兩能級(jí)之差，而11 eV則不是氫原子基態(tài)和任一激發(fā)態(tài)的能量之差，因而氫原子只能吸收前者被激發(fā)，而不能吸收后者.對(duì)14 eV的光子，其能量大于氫原子電離能，足可使“氫原子”電離，而不受氫原子能級(jí)間躍遷條件限制.

3、由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律不難知道，氫原子吸收14 eV的光子電離后產(chǎn)生的自由電子仍具有0.4 eV的動(dòng)能.另外，用電子去碰撞氫原子時(shí)，入射電子的動(dòng)能可全部或部分地為氫原子吸收，所以只要入射電子的動(dòng)能大于或等于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)能量之差，也可使氫原子激發(fā)，故正確選項(xiàng)為ACD.例2光子能量為E的一束光照射容器中的氫（設(shè)氫原子處于n=3的能級(jí)），氫原子吸收光子后，能發(fā)出頻率1、2、3、4、5、6六種光譜線，且123456，則E等于A.h1B.h6C.h（6-1）D.h（1+2+3+4+5+6）命題意圖：考查對(duì)玻爾理論躍遷假設(shè)的理解能力及推理能力.B級(jí)要求.錯(cuò)解分析：出現(xiàn)錯(cuò)解的原因有（1）對(duì)氫原子躍遷機(jī)理理

4、解不透.（2）對(duì)量子數(shù)為n的氫原子自發(fā)輻射產(chǎn)生譜線條數(shù)n（n-1）/2這一規(guī)律把握不牢，難以執(zhí)果索因，逆向思維推斷氫原子吸收光子后所在能級(jí)量子數(shù)n=4.解題方法與技巧：因?yàn)?，?duì)于量子為n的一群氫原子，向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為n（n-1）/2，故n（n-1）/2=6，可判定氫原子吸收光子的能量后可能的能級(jí)是n=4，從n=4到n=3放出的光子能量最小，頻率最低.此題中的最低頻率為，故處于n=3能級(jí)的氫原子吸收頻率為1（E=h1）的光子能量，從n=3能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)后，方可發(fā)出6種譜線的頻率，故A選項(xiàng)正確.錦囊妙計(jì)一、高考走勢(shì)中學(xué)所涉及的原子物理知識(shí)是大學(xué)高能物理的必備基

5、礎(chǔ)，盡管中學(xué)教材的要求較低，但歷屆高考命題均有涉及，其中對(duì)玻爾理論的考查常以氫原子為例，集中體現(xiàn)對(duì)定態(tài)假設(shè)、躍遷假設(shè)的理解能力及推理能力、抽象思維能力的考查.該考點(diǎn)仍不失為今后高考命題的考查熱點(diǎn)和難點(diǎn).二、處理玻爾原子模型應(yīng)用問題要點(diǎn)1.某定態(tài)時(shí)氫原子的幾個(gè)結(jié)論設(shè)rn為某定態(tài)（量子數(shù)為n）時(shí)氫原子核外電子的軌道半徑，電子繞核速度vn，電子動(dòng)能Ekn，系統(tǒng)電勢(shì)能Epn，原子總能量En,據(jù)玻爾的軌道假設(shè)和經(jīng)典力學(xué)規(guī)律得：由此方程可得以下結(jié)論：（1）電子繞行速度：vn=2ke2/nh,vn=v1/n.（n=1,2,3）（2）電子軌道半徑：rn=n2h/42mke2,rn=n2r1.（n=1,2,3）

6、（3）電子繞行周期Tn=n3h3/42mk2e2,Tn=n3T1.（n=1,2,3）（4）電子動(dòng)能Ekn=22mk2e4/n2h2,Ekn=Ek1/n2.（n=1,2,3）（5）系統(tǒng)電勢(shì)能：Epn=-ke2/rn=-42mk2e4/n2h2.（n=1,2,3）且|Ekn|=|Epn|（6）原子總能量 En=-22mk2e4/n2h2,En=.（n=1,2,3）以上結(jié)論是對(duì)相關(guān)氫原子定態(tài)問題進(jìn)行判斷、推理的主要依據(jù).2.氫原子的躍遷及電離（1）氫原子受激發(fā)由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷：當(dāng)光子作用使原子發(fā)生躍遷時(shí)，只有光子能量滿足h=Em-En的躍遷條件時(shí)，原子才能吸收光子的全部能量而發(fā)生躍遷.當(dāng)用電子等

7、實(shí)物粒子作用在原子上，只要入射粒子的動(dòng)能大于或等于原子某兩"定態(tài)"能量之差Em-En，即可使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷.如果光子或?qū)嵨锪Ｗ优c原子作用而使原子電離（繞核電子脫離原子的束縛而成為“自由電子”，即n=的狀態(tài)）時(shí)，不受躍遷條件限制，只不過入射光子能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大.（2）氫原子自發(fā)輻射由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷：當(dāng)一群氫原子處于某個(gè)能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為n（n-1）/2條.當(dāng)單個(gè)氫原子處于某個(gè)能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可能產(chǎn)生（n-1）個(gè)頻率的光子.殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.（）按照玻爾理論，在氫原子中，當(dāng)電子從半徑為4r1的軌道躍遷到半徑

8、為r1的軌道時(shí)，它的能量變化是A.電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加 B.電勢(shì)能減少，動(dòng)能減少C.電勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加 D.電勢(shì)能的減少大于動(dòng)能的增加2.（）根據(jù)氫原子的玻爾模型，核外電子在第一（n=1），第三（n=3）軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是A.速率之比為31 B.周期之比為13C.能量之比為31 D.半徑之比為133.（）一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的軌道躍遷到另一半徑為rb的軌道，已知rarb，則在此過程中A.原子可能發(fā)出一系列頻率的光子 B.原子可能吸收一系列頻率的光子C.原子可能吸收某一頻率的光子 D.原子可能輻射某一頻率的光子4.（）用能量為12.3 eV的光子去照射一群處于基態(tài)

9、的氫原子，受光子照射后，下列的說法正確的是A.原子能躍遷到n=2的軌道上去B.原子能躍遷到n=3的軌道上去C.原子能躍遷到n=4的軌道上去D.原子不能躍遷到其他軌道上去圖1925.（）如圖19-2所示，表示汞原子可能的能級(jí)（不是全部），一個(gè)自由電子的總能量為9.0 eV，與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生正碰（不計(jì)汞原子的動(dòng)量變化），則電子可能剩余的能量（碰撞過程中無能量損失）A.0.2 eV B.1.4 eVC.2.3 eV D.5.5 eV6.（）有一群處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)中的氫原子，在它們發(fā)光的過程中，發(fā)出的光譜線共有_條，有一個(gè)處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)中的氫原子，在它向低能態(tài)躍遷時(shí)，最多可能發(fā)出_個(gè)頻率的光子.7.（）一個(gè)氫原子處于