3　氢原子光谱课堂实录【1】

编号：GZWL 3-5 18-2 第十八章:原子结构 姓名： 学习小组： 主编：曾勇 审核：祝德峰 评价：

导学案4 第十八章3、4节氢原子光谱、波尔的原子模型

【学习目标】

1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念. 2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念，会计算原子跃迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱. 【课前预习案】

一、光谱

1．定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按

展开，获得光的波长(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．

二、氢原子光谱的实验规律

1．研究光谱的意义：光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径．

2．巴耳末公式：巴耳末研究发现，氢原子在可见光区的四条谱线的波长能够用一个公式表示即巴耳末公式：

，式中R叫做

，R＝1.10×107 m－1.它确定的这一组谱线称为

．式中的n只能取整数，不能

. 三、玻尔原子理论的基本假设

1．玻尔原子模型

(1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．

(2)电子绕核运动的轨道是量子化的．

(3)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：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态中，具有不同的能量，即原子的能量是

的，这些量子化的能量值叫做能级．原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫做

，其他的状态叫做

．

3．跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝

，

四、玻尔理论对氢光谱的解释:

答案:

波长

一条条的亮线

连在一起

1λ＝R(122－1n2)，n＝3，4，5… 里德伯常量

巴耳末系

连续取值

量子化

基态

激发态

Em－En，

原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两能级差，由于原子的能级是分立的，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．

【课内探究案】

探究一、光谱和光谱分析

例1.

(多选)对原子光谱，下列说法正确的是（ ）

A．原子光谱是不连续的

B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的

C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同

D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素

探究二、氢原子光谱实验规律

例2.

(多选)对于巴耳末公式1=R(1122n2)的理解，正确的是（ ）

A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的

B．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱

C．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱

D．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱

探究三、对玻尔理论的理解

例3.

(多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有(

) A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量

B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的

C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子

D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率

针对训练1

(单选)氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中(

) A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大

B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小

C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大

D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大

探究四、氢原子的跃迁规律分析

例4．(多选)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是(

) A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级

C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级

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编号：GZWL 3-5 18-2 第十八章:原子结构 姓名： 学习小组： 主编：曾勇 审核：祝德峰 评价：

针对训练2

(单选)如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有(

) A.15种

B.10种

C.4种

D.1种

【当堂检测A】

1．(单选)白炽灯发光产生的光谱是(

) A．连续光谱

B．明线光谱

C．原子光谱

D．吸收光谱

2．(单选)对于光谱，下面的说法中正确的是(

) A．大量原子发光的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱

B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成

C．太阳光谱是连续谱

D．太阳光谱是线状谱

3．(多选)关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是(

) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说

B．它发展了卢瑟福的核式结构学说

C．它完全抛弃了经典的电磁理论

D．它引入了普朗克的量子理论

4

(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是(

) A．核外电子运动轨道半径可取任意值

B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大

C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|Em－En| D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量

5．(多选)对氢原子能级公式EEn＝1n2的理解，下列说法中正确的是(

) A．原子定态能量En是指核外电子动能与核之间的静电势能的总和

B．En是负值

C．En是指核外电子的动能，只能取正值

D．从式中可以看出，随着电子运动半径的增大，原子总能量减少

【当堂检测B】

6．(单选)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则(

) A．νν＋ν1110＜1

B．ν3＝ν21

C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3

D.ν＝＋1ν2ν3

7．(多选)欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是(

) A．用10.2

eV 的光子照射

B．用11

eV 的光子照射

C．用14

eV 的光子照射

D．用11

eV的电子碰撞

【当堂检测C】

8．(单选)μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图2为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于(

) A．h(ν3－ν1)

B．h(ν3＋ν1) C．hν3

D．hν4

9．(单选)在氢原子能级图中，横线间的距离越大，代表氢原子能级差越大，下列能级图中，能形象表示氢原子最低的四个能级是(

)

10.如图所示，大量氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．若是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为多少种

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