第四章 4.2 玻尔理论对氢原子光谱的解释　氢原子能级跃迁（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）选择性必修 第三册

4.2　玻尔理论对氢原子光谱的解释　氢原子能级跃迁 知识点一　玻尔理论对氢光谱的解释 1.氢原子的能级图 2.解释巴耳末公式 按照玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝En－Em，巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和之后所处的　　　　　　　　的量子数n和2。并且，理论上计算的　　　　　　　　　　的值与实验值符合得很好，同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。 3.解释气体导电发光 气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态，这就是气体导电时发光的机理。 4.解释氢原子光谱的不连续性 原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级　　　　，由于原子的能级是　　　　的，所以放出的光子的能量也是　　　　的。因此，原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 5.解释不同元素的原子对应不同的特征谱线 不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，辐射（或吸收）的光子频率也不相同，因此不同原子的特征谱线也不相同。 知识点二　玻尔理论的局限性 1.玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将　　　　观念引入原子领域，提出了　　　　和　　　　的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。 2.玻尔理论的局限性 过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 3.电子云 当原子处于不同的状态时，电子在各处出现的　　　　是不一样的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，人们形象地把它叫作电子云。 【情景思辨】 1.根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：＝R∞，m与n都是正整数，且n＞m。当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。如：m＝1，n＝2，3，4，…组成的线系叫莱曼系，m＝2，n＝3，4，5，…组成的线系叫巴耳末系。 （1）在莱曼系中，对应谱线波长最长的n值是多少？ （2）在巴耳末系中，对应谱线的光子能量最小的n值是多少？ 2.判断正误。 （1）玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。（　　） （2）处于基态的氢原子可以吸收11 eV的光子而跃迁到能量较高的激发态。（　　） （3）处于n＝2激发态的氢原子可以吸收11 eV的光子而发生电离。（　　） （4）处于低能级的原子只有吸收光子才能跃迁到高能级。（　　） （5）玻尔的原子模型也具有局限性，因为它保留了过多的经典粒子的观念。（　　） 要点一　对氢原子能级跃迁的理解 【探究】 氢原子的能级图如图所示。 （1）能级图中横线的物理意义是什么？ （2）横线左端的数字“1，2，3…”表示什么意思？ （3）横线右端的数字表示什么意思？ 【归纳】 1.对氢原子能级图的理解 （1）能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6 eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。 （2）作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽；量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小。 （3）n＝1是原子的基态，n＝∞是原子电离时对应的状态。 2.能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝＝。 3.光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量，发射光子的频率由公式hν＝En－Em（Em、En是始末两个能级且n＞m）决定，能级差越大，发射光子的频率就越高。 4.光子的吸收：原子只能吸收一些特定频率的光子，原子 ... ...