中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修三素养提升学案 第四章 原子结构和波粒二象性 4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 一、新课标要求 1.知道什么是光谱,能说出连续谱和线状谱的区别。 2.了解氢原子光谱的实验规律。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。 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。 5.了解玻尔理论的成就和局限性,知道氢原子光谱的产生机理,会用解题。 6.了解电子云是电子在各个位置出现概率大小的直观表示。 二、科学素养要求 1.物理观念：知道光谱、连续谱、线状谱及玻尔原子理论基本假设的内容；了解能级、能级跃迁、能量量子化、基态、激发态等概念和相关的实验规律。 2.科学思维：掌握氢原子光谱的实验规律和氢原子能级图，了解玻尔理论的局限性，能用原子能级图分析、推理、计算，提高解决问题的能力。 3.科学探究：通过对氢原子光谱实验规律的探究及玻尔理论的理解，揭示物理现象的科学本质，提高探究能力。 4.科学态度与责任：坚持实事求是的科学态度，体验科学家的艰辛，激发探索科学规律的热情。 三、教材研习 要点 玻尔原子理论的基本假设 轨道量子化与定态：在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立①的数值。原子的能量也只能取一系列特定②的值。这些量子化的能量值叫作能级。 频率条件：当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为，）时，会放出能量为的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差③决定，即，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。 自主思考 ①按照经典理论，核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动。我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处，那么若将卫星—地球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢？ ②我们在观察氢原子的光谱时，发现它只有几条分立的不连续的亮线而不是连续谱，这是为什么？ ③电子能吸收任意频率的光子从较低能级跃迁到较高能级吗？ 【名师点睛】 1.玻尔原子理论的假设 （1）轨道假设：电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不能是任意的，只有半径在符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。 （2）定态假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。原子中这些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）跃迁假设：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定，即。 2.理解玻尔原子模型问题的四个关键 （1）电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量。 （2）原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定。 （3）处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的。 （4）原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小。 四、互动探究 探究点一、光谱及氢原子光谱的规律 情境探究 1.光谱一词最早由牛顿提出，1666年，牛顿就发现了白光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫作光谱，从此拉开了研究光谱的序幕。 （1）研究光谱有哪方面的意义？ （2）能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？ 2.氢原子是自然界中最简单的原子，通过对它的光谱线的研究获得的原子内部结构的信息，对于研究更复杂的原子的结构有指导意义。从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示为 ... ...
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