人教版高中物理选择性必修第3册 第四章 原子结构和波粒二象性 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型.pptVIP

4.氢原子光谱和玻尔的原子模型第四章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标1.知道什么是光谱,能说出连续谱和线状谱的区别。(物理观念)2.能记住氢原子光谱的实验规律。(物理观念)3.知道玻尔原子理论的基本假设、电子的轨道量子化和原子的能量量子化。(物理观念)4.了解能级、定态、基态、激发态和跃迁的概念,会根据能级图计算两个能级之差。(科学思维)5.了解玻尔模型的成就和局限性,知道氢原子光谱的产生机理,会用hν=En-Em解题。(科学思维)6.知道电子云是电子在各个位置出现概率大小的直观表示。(物理观念)

思维导图

课前篇自主预习

必备知识一、光谱1.定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长(频率)展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。2.分类(1)线状谱:由一条条的亮线组成的光谱。(2)连续谱:由连在一起的光带组成的光谱。

3.特征谱线气体中中性原子的发光光谱都是线状谱,且不同原子的亮线位置不同,故这些亮线称为原子的特征谱线。4.光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线,可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分,这种方法称为光谱分析,它的优点是灵敏度高,样本中一种元素的含量达到10-13kg时就可以被检测到。?

二、氢原子光谱的实验规律1.实验发现,氢原子的光谱是线状谱。2.巴耳末公式:氢原子的光谱在可见光区的四条谱线的波长满足3.巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。

三、经典理论的困难1.核式结构模型的成就:正确地指出了原子核的存在,很好地解释了α粒子散射实验。2.经典理论的困难:经典物理学既无法解释原子的稳定性,又无法解释原子光谱的分立特征。

四、玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化(1)原子中的电子在库仑引力的作用下,绕原子核做圆周运动。(2)电子绕核运动的轨道半径只可能是某些分立的数值,即轨道是量子化的。(3)电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的,不产生电磁辐射。

2.定态当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,具有不同的能量。电子只能在特定轨道上运动,因此,原子的能量也只能取一系列特定的值,即原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫作能级,原子具有确定能量的稳定状态,称为定态。能量最低的状态叫作基态,其他的能量状态叫作激发态。

3.频率条件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(其能量记为Em,mn)时,会放出能量为hν的光子,该光子的能量hν=En-Em,这个式子被称为频率条件,又称辐射条件。反之,电子吸收的光子的能量也满足频率条件。

五、玻尔理论对氢光谱的解释1.解释巴耳末公式(1)按照玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν=En-Em。(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和2,并且理论上算出的里德伯常量与实验值符合得很好。2.解释氢原子光谱的不连续性原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级之差,由于原子的能级是分立的,所以放出的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。

六、玻尔理论的局限性1.成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功解释了氢原子光谱的实验规律。2.局限性保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看作经典力学描述下的轨道运动。3.电子云原子中的电子没有确定的坐标值,我们只能描述电子在某个位置出现的概率是多少,把电子这种在各个位置出现的概率用疏密不同的点表示时,这种图像就像云雾一样,故称电子云。

自我检测1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)各种原子的发射光谱都是线状谱。()答案√(2)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。()答案×解析巴尔末公式中的n只能取大于2的正整数。(3)玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的。()答案√

(4)电子吸收任意频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态。()答案×解析原子中的电子吸收光子的能量必须满足hν=En-Em才能从较低的能级跃迁到较高的能级。(5)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。()答案√(6)电子的实际运动并不具有确定的轨道。()答案√

2.对原子光谱,下列说法正确的是()A.原子光谱是连续谱B.由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同,但各种原子的原子光谱可能是相同的D.分析物质发光的光谱,可以鉴别物质中含哪些元素答案D解析原子光谱为线状谱,A错误;各种原子都有自己的特征谱线,故B、C错误;据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成,D正确。

A.式中n只能取整数,R