物理选择性必修 第三册4 氢原子光谱和玻尔的原子模型教案配套ppt课件

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辐射电磁波频率只是某些确定值
无法解释原子光谱的分立性
卢瑟福核式结构模型与经典的电磁理论发生了矛盾
1、轨道量子化——针对原子核式结构模型提出
①绕核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值②电子在轨道绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射
一、玻尔原子理论的基本假设
2、能量量子化（定态、能级）——针对原子的稳定性提出
3、频率条件(跃迁假说)——针对原子光谱是线状谱提出
跃迁：原子在从高（低）能级跳到低（高）能级电子辐射（吸收）光子的过程。
电子吸收光子克服库仑引力做功，原子能量增加
电子辐射光子，原子能量减少
二、玻尔理论对氢光谱的解释
n∞：电子脱离核束缚
处于激发态的原子是不稳定的，可自发地经过一次或几次跃迁到达基态。
跃迁时发射光子的能量：
光子的能量必须等于能级差
说明：由于能级是分立的，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。
吸收光子的能量必须等于能级差，因此吸收光谱也是一些分立的暗线
处于某个能级的电子吸收能量，挣脱原子核的束缚，成为自由电子的现象，叫做电离。电离后自由电子动能EK = hv - En
跃迁时吸收光子的能量：
当光子的能量大于或等于该能级的能量时，
1、根据玻尔原子结构理论，氢原子的能级图如图所示。一个（或一群）处于第n能级的氢原子，向基态（第1能级）跃迁时，最多可辐射多少种不同频率的光？
跃迁时电子动能、原子势能、原子能量的变化
1.当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。2.当n增大即轨道半径增大时。库伦力做负功，电子动能减小、原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。
玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性
在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律
除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难
量子化条件的引进没有适当的理论解释
原子稳定性事实氢光谱实验
思想：必须彻底放弃经典概念
关键：用电子云概念取代经典的轨道概念
电子在某处单位体积内出现的概率 — 电子云
1、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ） A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子 D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
C：可能吸收一定频率的光子
AB：符合能量量子化的原理
D：符合轨道量子化的原理
2、(2020北京东城区一模)如图所示为氢原子能级图。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光。用这些光照射金属钙。已知金属钙的逸出功为3.20 eV。能够从金属钙的表面照射出光电子的光共有(　 　)A.2种B.3种C.4种 D.5种
解析：根据组合公式 ,可知,大量的处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,能发出6种不同频率的光电子,它们的能量分别是E1=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV,E2=-0.85 eV-(-3.40 eV)=2.55 eV,E3=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,E4=-1.51 eV-(-3.40 eV)=1.89 eV,E5=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,E6=-3.40 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,可见有三种光电子的能量大于3.20 eV,故能够从金属钙的表面照射出光电子的光共有三种,故B正确,A、C、D错误。
3、要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态，则照射光光的频率必须为多少？跃迁后能发出几种频率不同的光？
解析：E1=-13.6eV，E4=-0.85eV由基态跃迁到激发态需吸收能量，可用一定频率的光照射。则：吸收光子的能量hv=E4-E1。V=(-0.85+13.6)x1.6x10-19/6.63x10-34 =3.08x1015Hz6种
玻尔理论对氢光谱的解释