4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型-高中物理人教版选择性必修三教案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理人教版选择性必修三教案 第四章 原子结构和波粒二象性 第4.4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型 学习目标 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。知道氢原子光谱的实验规律。 2.知道经典理论的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特性。 3.了解玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 4.能用玻尔原子理论简单解释氢原子能级图及光谱。 课前导学 基础知识导学 光谱 1．定义 用棱镜或光栅可以把物质发出的光按____展开，获得波长(频率)和强度分布的记录，即光谱． 2．分类 (1)线状谱：由_____组成的光谱． (2)连续谱：由_____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_____，说明原子只发出几种_____的光．不同原子的亮线位置_____，说明不同原子的_____是不一样的，光谱中的亮线称为原子的_____． 4．应用：利用原子的_____，可以鉴别物质和确定物质的_____，这种方法称为_____，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－13 g时就可以被检测到． 拓展： 光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)后，被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案，全称为光学频谱．光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光． 氢原子光谱的实验规律 1．原子内部电子的运动是原子发光的原因，因此光谱是探索_____的一条重要途径． 2．氢原子在可见光区的四条谱线满足巴耳末公式：＝_____(n＝3，4，5…) 其中R∞叫里德伯常量，其值为R∞＝1.10×107 m－1. 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． 点睛： 经典物理学无法解释原子光谱的分立特征． 经典理论的困难 1．核式结构模型的成就：正确地指出了_____的存在，很好地解释了_____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_____，又无法解释原子光谱的_____． 玻尔原子理论的基本假设 1.轨道量子化：rn=n2r1 2.能量量子化： 根据玻尔理论，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。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 ，对应的电子在离核最 近 的轨道上运动，其他的状态叫作 激发态 。氢原子基态能量E1= -13.6eV 。 氢原子各能级的关系为：En= （E1=-13.6eV，n=1,2,3，...） 3.跃迁假设：hυ= Em-En 这个式子称为 频率 条件，又称辐射条件。 街道上的霓虹灯、试电笔中的氖管，都是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的。 食盐被灼烧时发的光，也主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁而造成的。 4.跃迁与电离： 跃迁是指原子从一个定态到另一个定态的变化过程，而电离则是指原子核外的电子获得一定能量挣脱原子核的束缚成为 自由电子 的过程。 (1)原子吸收光子的能量跃迁时,光子的能量必须等于两能级的能量差;原子吸收光子的能量电离时,光子的能量只要大于电离能即可。 (2)原子吸收实物粒子的能量跃迁时，实物粒子的能量大于或等于能级差即可；原子吸收实物粒子的能量电离时，实物粒子的能量大于电离能即可。跃迁hν=Em-En ，电离能E=0-En=|En|。 玻尔理论对氢光谱的解释 1．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，原子从较高能级En跃迁到较低能级Em时辐射的光子的能量为hν＝_____. ②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.并且理论上算出的_____值和实验值符合得很好． 2．解释氢光谱的不连续性 电子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后_____，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 ... ...