玻爾的原子模型、氫原子光譜一．玻爾原子理論的基本假設：1、軌道量子化假設：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動，電子繞核運動的可能軌道是___________的．且電子繞核運動的軌道半徑不是的。2、定態假設：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態，因而具有不同的能量，即原子的能量是_______的．這些具有確定能量的穩定狀態稱為定態，在各個定態中，原子是________的，不向外輻射能量．3、躍遷假設：原子從一個能量狀態向另一個能量狀態躍遷時要________或_______一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態的__________，即hν＝___________。【例1】在氫原子模型中，若已知電子的質量為m，電荷量為－e，氫原子在基態時軌道半徑為r1，試問：（靜電力常量為k）（1）電子在基態上運行時的動能Ek1=；（2）已知原子內電子與原子核間的電勢能滿足關系，則氫原子在基態時的電勢能EP1=；其總能量E1=；（3）若氫原子激發態的軌道半徑和基態的軌道半徑滿足關系rn=n2r1，則氫原子在激發態時的總能量En=E1；（4）隨著氫原子能級值n的增加，其動能Ek將，勢能EP將，總能量E將。（填寫“增大”或“減小”）【變式訓練1】氫原子輻射出一個光子后，則【】A．電子繞核旋轉的半徑增大B．電子的動能增大C．氫原子的電勢能增大D．原子的能級值增大【例2】氫原子基態能量E1=－，當氫原子處于n=5激發態時，求：（1）最少要給基態的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它躍遷到該激發態？（2）該激發態的氫原子向低能級躍遷輻射的光子頻率最多有多少種？請畫出所有可能的躍遷方式；其中最低頻率為多少？最高頻率為多少？（3）若已知鈉的極限頻率為×1014Hz，今用一群處于n=5的激發態的氫原子發射的光譜照射鈉，試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發生光電效應？（4）若要使該激發態的氫原子發生電離，則應用多長波長的光照射？【變式訓練2】已知氫原子的能級規律為E1=－、E2=－、E3=－、E4=－。現用光子能量介于11eV～范圍內的光去照射一大群處于基態的氫原子，則下列說法中正確的是【】A．照射光中可能被基態氫原子吸收的光子只有1種B．照射光中可能被基態氫原子吸收的光子有無數種C．激發后的氫原子發射的不同能量的光子最多有4種D．激發后的氫原子發射的不同能量的光子最多有2種【變式訓練3】原子從a能級狀態躍遷到b能級狀態時發射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態躍遷到c能級狀態時吸收波長為λ2的光子，已知λ1>λ2。那么原子從a能級狀態躍遷到c能級狀態時將要：【】A．發出波長為λ1-λ2的光子B．發出波長為的光子C．吸收波長為λ1-λ2的光子D．吸收波長為的光子二．原子光譜：1．光譜的分類：2．明線狀譜、連續光譜、吸收光譜的產生：(1)明線狀譜：由或所發出的光譜為明線光譜，不同元素的明線光譜不同，所以又稱為原子的．(2)連續光譜：由熾熱、及發光所發射的光譜均為連續光譜．(3)吸收光譜：連續光譜中某波長的光波被吸收后出現的．吸收光譜同樣可以稱為原子的。太陽光譜就是典型的吸收光譜．3．光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別物質和確定物質的組成成分，且靈敏度很高．在發現和鑒別化學元素上有著重大的意義．【例3】對原子光譜，下列說法正確的是【】A．原子的光譜是不連續的B．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C．各種原子的原子結構不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D．分析物質發光的光譜，可以鑒別物質中含哪些元素【例4】關于光譜的產生，下列說法正確的是：【】A．太陽光譜和白熾燈光譜是線狀譜B．觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學組成C．各種原子的明線光譜中的明線和它吸收光譜中的暗線一一對應D．甲物質發出的白光通過乙物質的蒸汽形成的是甲物質的吸收光譜三．玻爾理論的局限性：雖然玻爾理論能夠成功的解釋氫原子光譜的實驗規律，但對于稍微復雜一點的原子如氦原子，玻爾理論就無法解釋它的光譜現象。它的不足之處就在于既保留了經典粒子的觀念，又把電子的運動仍看作經典力學描述下的軌道運動。實際上，原子中電子的沒有確定的值，因此，我們只能描述電子在某個位置出現的多少，如果把電子這種概率分布用疏密不同的點來表示時，畫出來的圖象就像云霧一樣分布在原子核周圍，稱做為。【例5】對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，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設B、對經典電磁理論中關于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點表示贊同C、用能量轉化與守恒建立了原子發光頻率與原子能量變化之間的定量關系D、玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用經典電磁理論和牛頓力學計算出來的【課后鞏固練習】1．下列關于玻爾原子模型說法中正確的是【】A．原子處于定態的能量狀態時，雖然電子做加速運動，但并不向外輻射能量。B．原子的不同能量狀態與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續的。C．電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子。D．電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率。E．氫原子從基態躍遷到激發態時，動能變大，勢能變小，總能量變小2．按照玻爾理論，下列關于氫原子的論述正確的是：【】A．第m個定態和第n個定態的軌道半徑Rm和Rn之比為Rm∶Rn=m2∶n2B．第m個定態和第n個定態的能量Em和En之比為Em∶En=m2∶n2C．電子沿某一軌道繞核運動，若其圓周運動的頻率是ν，則其發光頻率也是νD．若氫原子處于能量為E的定態，則其發光頻率為ν=E/h3．如圖為氫原子能級圖，可見光的光子能量范圍約為～eV，則下列說法正確的是【】A．從n＝3能級的氫原子向n＝2能級躍遷時，發出的光是紫外線B．從n＝4能級的氫原子向低能級躍遷過程中會發出紅外線C．從n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，最容易表現出衍射現象的是由n＝4向n＝3能級躍遷輻射出的光子D．用能量為eV的電子轟擊，可以使基態的氫原子受激發4．有關氫原子光譜的說法中正確的是：【】A．氫原子的發射光譜是連續光譜B．氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差有關C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D．氫原子光譜說明氫原子只發出特定頻率的光5．如圖所示，是氫原子四個能級的示意圖．當氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級時，輻射出光子a.當氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射出光子b。則以下判斷正確的是【】A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的頻率大于光子b的頻率C．光子a的波長大于光子b的波長D．在真空中光子a的傳播速度大于光子b的傳播速度6．現讓一束單色光照射到大量處于基態（量子數n=1）的氫原子上，受激的氫原子能自發地發出3種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為：【】A．B．C．D．7．如圖為氫原子能級的示意圖，現有大量的氫原子處于n＝4的激發態，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關于這些光，下列說法正確的是【】A．最容易衍射的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產生的B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產生的C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為eV的金屬鉑能發生光電效應8．一群氫原子處于n=3的激發態，在向較低能級躍遷的過程中向外發出光子，用這些光照射逸出功為的金屬鈉，下列說法正確的是：【】A．這群氫原子能發出三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發出的光波長最短B．這群氫原子能發出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=1所發出的光頻率最高C．金屬鈉表面所發出的光電子的初動能最大值為D．金屬鈉表面所發出的光電子的初動能最大值為9．(2023·全國卷)氦氖激光器能產生三種波長的激光，其中兩種波長分別為λ1＝μm，λ2＝μm。已知波長為λ1的激光是氖原子在能級間隔為ΔE1＝eV的兩個能級之間躍遷產生的．用ΔE2表示產生波長為λ2的激光所對應的躍遷的能級間隔，則ΔE2近似為【】A．eVB．eVC．eV D．eV10．(2023·新課標·34(1))用頻率為ν0的光照射大量處于基態的氫原子，在所發射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線，且ν3>ν2>ν1，則【】A．ν0<ν1 B．ν3＝ν2＋ν1C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D．eq\f(1,ν1)＝eq\f(1,ν2)＋eq\f(1,ν3)11．(2023·重慶理綜)已知不同色光的光子能量如下表所示，對照氫原子的能級圖，若處于某色光紅橙黃綠藍-靛紫光子能量范圍(eV)～～～～～～激發態的氫原子，發射的光的譜線在可見光范圍內僅有2條，其顏色分別為【】A．紅、藍-靛 B．黃、綠C．紅、紫 D．藍-靛、紫12．(2023·江蘇·12C)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)．已知氫原子的基態能量為E1(E1<0)，電子質量為m，基態氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)．13．原子從一個較高的能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發射光子。例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發射光子，而是將相應的能量轉交給n=4能級上的電子，使之脫離原子。這種現象叫做俄歇效應。以這種方式脫離的電子叫做俄歇電子。已知鉻原子的能級公式可簡化為En=–A/n2，其中n=1,2,3….表示不同能級，A是常數。由以上條件計算俄歇電子的動能為。14．如圖，氫原子從n>2的某一能級躍遷到n＝2的能級，輻射出能量為eV的光子．問：（1）最少要給基態的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？（2）請在圖中畫出獲得上述能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖．（3）在哪兩個能級間躍遷時，所放出光子波長最長？最長波長是多少？（4）用波長為多大的光照射可使該激發態的氫原子電離？（5）若已知金屬鎢的逸出功W0＝eV，則用輻射出的最大頻率的光子照射金屬鎢，產生光電子的最大初動能是多少？《玻爾原子模型、氫原子光譜》——教學反思一、對教材的分析：本章教材有一個共同的特點就是以盧瑟福核式結構模型為基礎，讓學生得出感性認識，再通過光譜分析總結出原子發光的不同規律，在通過對典理論的困難的基礎上提出假設從而形成對玻爾原子模型的理性認識。本節課重點需要解決的任務是強化學生對原子發光原理的認識。同時它也是高考選修3-5模塊考查的重點和熱點，主要以選擇題和填空題的形式考查，所以應突出對每個概念、規律、現象的理解。要緊扣教材，重點加強對玻爾理論、能級躍遷規律的理解和應用。這就決定了本節課的教學目的和教學要求．二、對學生的分析：學生是教學的對象，是課堂的主體，一切教學活動都是為主體服務的。雖然這節課是復習課，但由于長時間未接觸該內容，所以對于大多數學生而言均已遺忘該內容。所以為了所有的學生能理解“玻爾原子模型”，提高教學質量和效率，還應該從最基本內容開始，帶領學生利用已有的知識基礎，再次呈現玻爾原子理論的知識形成過程，讓學生充分理解其內涵，并能借此解決常規問題。三、對教學過程的反思：1、通過問題的方式引導學生掌握玻爾原子模型的基本內容，使學生了解該知識、規律的形成過程；2、通過對該節內容相關的高考試題及模擬試題的整理與分析，總結出常見考查方式，設計相關例題及變式訓練。3、能利用多媒體形象、完整的展現各類模型，并能有效節約課堂教學時間，提高課堂效率。4、在習題講解過程中能注重及時解答學生在思考問題過程中反饋出來的思維障礙及錯誤認識。總之，本節課重在概念的理解和規律的應用，通過講練結合，引導分析和當堂反饋，同學們基本