3　氢原子光谱优质课一等奖

铜山区铜山中学高二物理教学案

选修3-5 第十八章

原子结构

编写人：李明刚

审核人：李莉

时间：2018年5月14日

课时21

氢原子光谱、玻尔的原子模型

【学习目标】

1、了解光谱的定义和分类。了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

2、玻尔原子理论基本假设的主要内容，能级、跃迁。

【重点难点】波尔理论的应用

学习过程：

学生活动

一、知识回顾：

1.关于α粒子散射实验的说法中正确的是（

）

A．绝大多数α粒子穿过金属箔后，发生了较大的偏转

B．实验说明原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里

C．使α粒子产生偏转的力是金原子中的电子对α粒子的作用力

D．少数α粒子能产生大角度偏转是因为它们离金的原子核很近，受到的斥力很大

2.在α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动．下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（

）教师导学

预学

质二、知识预学：

1．线状谱、连续谱、吸收谱的产生

疑

(1)线状谱：由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为

光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线．

(2)连续谱：由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为

．

(3)吸收谱：连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的

．太阳光谱就是典型的吸收光谱．

2．光谱分析：利用每种原子都有自己的

可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．

3．氢原子光谱的实验规律

从氢气放电管可以获得氢原子光谱．这些谱线的波长可以用一个公式来表示．如果1采用波长的倒数，这个公式可写作：＝

，n＝3,4,5，…式中的R叫λ做里德伯常量．这个公式称为巴耳末公式，它确定的这一组谱线称为巴耳末系．

探究1：玻尔原子模型

1．三个假设

(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是____________的．

(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是____________的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是________的，不向外辐射能量．

导(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态的过程叫

，此过程要________或________一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的__________，

学即：hν＝________.这个式子称为

条件，又称

条件。

探2．能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的________叫能级．

疑3

．原子能量________的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态．

探究2：玻尔理论对氢光谱的解释

1．氢原子的能级和轨道半径

(1)氢原子半径公式

rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，也称为玻尔半径，r1＝0.528×10-10 m. (2)氢原子能级公式

En＝1/n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为氢原子基态的能量值，E1＝- 13.6 eV. 2.例1：氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下

1

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选修3-5 第十八章

原子结构

编写人：李明刚

审核人：李莉

时间：2018年5月14日

列说法中正确的是

（

）

A．核外电子受力变小

B．原子的能量减少

C．氢原子要吸收一定频率的光子

D．氢原子要放出一定频率的光子

例2：如图为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为1.61～3.10 eV，则下列说

法正确的是

(

) A．大量处在n＝3能级的氢原子向n＝2能级跃迁时，发出的光是紫外线

B．大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红外线

C．大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现引出衍射现象的是由n＝4向n＝3能级跃迁辐射出的光子

学D．用能量为10.3 eV的电子轰击，可以使基态的氢原子受激发

释练习：如图为氢原子能级图。下列说法正确的是（

）

疑

A．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV的光子

B．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV的光子

C．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子

D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6eV 1.原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向较低能级跃迁，用n表示氢

原子所处能级状态的量子数，N表示由该能级状态发生跃迁时可能发出的不同波长的光谱线的数目，则

(

) A．当n＝1时，N＝1

B．当n＝2时，N＝2 C．当n＝3时，N＝3

D．当n＝4时，N＝4 2．设氢原子由n＝3的状态向n＝2的状态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子．氢原子

(

) A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子

B．由n＝2的状态向n＝1的状态跃迁时放出光子的能量大于E

C．由n＝3的状态向n＝1的状态跃迁时放出光子的能量等于6.4E

D．由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν

3.（1）能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量Ei称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，固该电子在远离核以后速度的大小为________(用光子频率ν、电子质量m、氢原子学的电离能Ei和普朗克常量h表示)．

－思(2)氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×1010

m，能量E1＝－13.6 eV，求氢原子处疑

于基态时：

①电子的动能；

②用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离？

4.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普朗克常量为h) 5.已知金属钨的逸出功W0＝4.54 eV.氢原子的能级图如图

所示．有一群处于n＝3能级的氢原子，用辐射出的最大

频率的光子照射金属钨，产生光电子的最大初动能是多少？

教(学)后反思：

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