2023學(xué)年完整公開課版1氫原子光譜1x

第3節(jié)氫原子光譜早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜一、光譜光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長(zhǎng)成分和強(qiáng)度分布的記錄。有時(shí)只是波長(zhǎng)成分的記錄。發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和明線光譜。1.發(fā)射光譜物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。（1）連續(xù)光譜

例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。

熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜，是由連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光組成的，這種光譜叫做連續(xù)光譜。2）明線光譜（原子光譜）只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，也叫原子光譜。各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜。各種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長(zhǎng)的光，明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。各種光譜連續(xù)光譜H的發(fā)射光譜鈉的發(fā)射光譜鈉的吸收光譜太陽的吸收光譜氫原子是最簡(jiǎn)單的原子，其光譜也最簡(jiǎn)單。二、經(jīng)典理論的困惑盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律。原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾核外電子繞核運(yùn)動(dòng)輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實(shí)上：原子是穩(wěn)定的原子光譜是線狀譜以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說很好地解釋了a粒子的散射實(shí)驗(yàn)，初步建立了原子結(jié)構(gòu)的正確圖景，但跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾。為了解決這個(gè)矛盾，1913年玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普郎克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。第4節(jié)玻爾的原子模型43211913年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值，即軌道是量子化的；1、原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。原子在不同的狀態(tài)之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。氫原子的能級(jí)圖－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞能級(jí)：基態(tài)：

能量最低的狀態(tài)，即電子處于離核最近的軌道時(shí)的狀態(tài)氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值除基態(tài)以外的能量較高的其他能級(jí)激發(fā)態(tài)：

原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個(gè)能量以光子的形式輻射出去，這就是原子發(fā)光現(xiàn)象。原子發(fā)光現(xiàn)象：2、原子從能量較高的定態(tài)（設(shè)能量為E初）躍遷到另一個(gè)能量較低的定態(tài)（設(shè)能量為E終）時(shí)，它輻射一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即hv

=E初–E終反之則吸收光子。

玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性．在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了“軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律

除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難．電子云1、對(duì)玻爾理論的下列說法中，正確的是A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對(duì)原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)B、對(duì)經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波”的觀點(diǎn)提出了異議C、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系D、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的√√√hv

=E初–E終√2、按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中（）

A、原子要發(fā)出一系列頻率的光子

B、原子要吸收一系列頻率的光子

C、原子要發(fā)出某一頻率的光子

D、原子要吸收某一頻率的光子C3、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說法中正確的是（）A、電子軌道半徑越大B、核外電子的速率越大C、氫原子能級(jí)的能量越大D、核外電子的電勢(shì)能越大√×√√氫原子的能級(jí)圖－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞5、如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，原子在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子。則可向外發(fā)出

種頻率的光。4、如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，若分別用能量為9.0eV、10.2eV、12eV、12.75eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，則原子發(fā)光情況是：6．一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，原子在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子。若用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則下列說法正確的是A．這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短B．這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光頻率最高C．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為11.11eVD．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為9.60eV7．已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV~3.11eV。下列說法正確的是:A．大量處在n>3的高能級(jí)的氫原子向n=3