【全程复习方略】2015-2016学年高中物理 18.4玻尔的原子模型课时提升训练(含解析)新人教版选修3-5

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高级中学高考物理一轮复习课件：18.4 玻尔的原子模型 (共22张PPT)

在此过程中（ C）
A、原子要发出一系列频率的光子
B、原子要吸收一系列频率的光子
C、原子要发出某一频率的光子
D、原子要吸收某一频率的光子
电子云
设汞原子的基态能量为E0，第一激发态的能量为E1，初速为零的电子在电位差为U的加速电场作用下，获得能量为eU，具有这种能量的电子与汞原子发生碰撞，当电子能量eU<E1-E0时，电子能量几乎不损失。如果eU≥E1-E0=ΔE，则汞原子从电子中取得能量ΔE，而由基态跃迁到第一激发态，ΔE=eUC。相应的电位差UC即为汞原子的第一激发电位。
B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定是辐射一定频率的光子
D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数n 越大，则下列说法中正确的是（ ACD ）
A、电子轨道半径越大
轨道半径： rn n2r1 （n=1,2,3……)
能
量：
En
1 n2
E1（n=1,2,3……)
式中r1=0.053nm、E1=-13.6eV、分别代表第一条
（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨
道上运动时的能量，rn、En 分别代表第n条可能轨
道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。
巴耳末系
1
-13.6
赖曼系
氢原子的光谱
1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.

高中物理选修3-5课时作业1：18.4玻尔的原子模型

学案4 玻尔的原子模型题组一对玻尔理论的理解1．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[答案]BD[解析]玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故A错误，B正确，它的成功就在于引入了量子化理论，缺点是被过多引入的经典力学所困，故C错误，D正确．2．原子的能量量子化现象是指()A．原子的能量是不可以改变的B．原子的能量与电子的轨道无关C．原子的能量状态是不连续的D．原子具有分立的能级[答案]CD[解析]正确理解玻尔理论中的量子化概念是解题的关键．根据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不同的轨道，故C、D选项正确．3．关于玻尔理论，下列说法正确的是()A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入了量子观念D．玻尔理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念[答案]BC4．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A．若氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为hν＝E n B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a＞r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁[答案] C[解析]原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，与E n不相等，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．题组二氢原子的跃迁规律分析5．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的是()[答案] C[解析]由氢原子能级图可知，量子数n越大，能级越密，所以C对．6．大量氢原子从n＝5的激发态，向低能级跃迁时，产生的光谱线条数是()A．4条B．6条C．8条D．10条[答案] D[解析]由题意可知，当大量氢原子从n＝5能级跃迁时，有10条光谱线产生．7．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中() A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C．只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D．只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线[答案] B[解析]当原子由高能级向低能级跃迁时，原子将发出光子，由于不只是两个特定能级之间的跃迁，所以它可以发出一系列频率的光子，形成光谱中的若干条亮线．8．氢原子的能级图如图1所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢原子需要吸收的能量至少是()图1A．13.6eV B．10.20eVC．0.54eV D．27.20eV[答案] A[解析]要使氢原子变成氢离子，使氢原子由基态向高能级跃迁，需要吸收的能量大于等于ΔE＝E n－E1＝0－(－13.6eV)＝13.6eV.9．如图2所示为氢原子的能级图，若用能量为10.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子()图2A．能跃迁到n＝2的激发态上去B．能跃迁到n＝3的激发态上去C．能跃迁到n＝4的激发态上去D．以上三种说法均不对[答案] D[解析]用能量为10.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，从能级差可知，若氢原子跃迁到某一能级上，则该能级的能量为10.5eV－13.6eV＝－3.1eV，根据氢原子的能级图可知，不存在能级为－3.1eV的激发态，因此氢原子无法发生跃迁．10．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．ν0＜ν1B．ν3＝ν2＋ν1C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3D.1ν1＝1ν2＋1ν3[答案] B[解析]大量氢原子跃迁时，只有三种频率的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，hν3＝hν2＋hν1，解得：ν3＝ν2＋ν1，选项B正确．11．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3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()图3A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．hν4[答案] C[解析]μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3.12．氢原子部分能级的示意图如图4所示，不同色光的光子能量如下表所示：图4处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为() A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫[答案] A[解析]由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.61～3.10eV，故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E1＝－0.85eV－(－3.40eV)＝2.55eV，即蓝—靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E2＝－1.51eV－(－3.40eV)＝1.89eV ，即红光．题组三综合应用13．如图5所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时，图5(1)有可能放出几种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？ [答案] (1)6 (2)第四能级向第三能级 1.88×10－6m[解析] (1)由N ＝C 2n ，可得N ＝C 24＝6种； (2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长，根据hν＝E 4－E 3＝－0.85－(－1.51) eV ＝0.66eV ，λ＝hcE 4－E 3＝6.63×10－34×3×1080.66×1.6×10－19m ≈1.88×10－6m.14．氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10m ，能量E 1＝－13.6eV .求氢原子处于基态时，(1)电子的动能； (2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量m ＝9.1×10－31kg)[答案] (1)13.6eV (2)－27.2eV (3)9.14×10－8m[解析] (1)设处于基态的氢原子核外电子速度大小为v 1，则k e 2r 21＝m v 21r 1，所以电子动能E k1＝12m v 21＝ke 22r 1＝9×109×(1.6×10－19)22×0.53×10－10×1.6×10－19eV ≈13.6eV .(2)因为E 1＝E k1＋E p1，所以E p1＝E 1－E k1＝－13.6eV －13.6eV ＝－27.2eV . (3)设用波长为λ的光照射可使氢原子电离，有 hcλ＝0－E 1所以λ＝－hc E 1＝－6.63×10－34×3×108－13.6×1.6×10－19m≈9.14×10－8m.。

高中物理18.4玻尔的原子模型课时作业新人教版选修3-5

18.4 玻尔的原子模型基础达标1．(多选)下列对玻尔理论的评价不正确的是()A．玻尔原子理论解释了氢原子光谱规律，为量子力学的建立奠定了基础B．玻尔原子理论的成功之处是引入量子概念C．玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点D．玻尔原子理论与原子的核式结构是完全对立的【解析】玻尔理论成功解释氢原子光谱，但对复杂的原子光谱不能解释，选项C、D 错误．【答案】CD2．(多选)光子的发射和吸收过程是( )A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值【解析】原子从基态跃迁到高能级激发态要吸收能量，从高能级激发态跃迁到低能级激发态要放出能量，故选C、D【答案】CD3．氢原子的基态能量为E1，如图所示，四个能级图能正确代表氢原子能级的是( ) 【解析】根据氢原子能级图特点：上密下疏，根据题意联系各激发态与基态能量关系E n＝1n2E1，故C正确．【答案】 C4．根据玻尔的原子结构模型，原子中电子绕核运转的轨道半径( )A．可以取任意值B．可以在某一范围内取任意值C．可以取不连续的任意值D．是一些不连续的特定值【解析】按玻尔的原子理论：原子的能量状态对应着电子不同的运动轨道，由于原子的能量状态是不连续的，则其核外电子的可能轨道是分立的，且是特定的，故上述选项只有D正确．【答案】 D5．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( )A．电子的动能B．电子的电势能C．电子的电势能与动能之和D．电子的动能、电势能和原子核能之和【解析】根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力提供向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能和势能，所以C选项是正确的．【答案】 C6．氢原子从能量E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则( )A．吸收光子的波长为c E1－E2hB．辐射光子的波长为c E1－E2hC．吸收光子的波长为ch E1－E2D．辐射光子的波长为ch E1－E2【解析】由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，故A、C错；由关系式ν＝E1－E2h和λ＝cν，得辐射光子的波长λ＝chE1－E2，故B错D对．【答案】 D7.可见光光子的能量在 1.61 eV～3.10 eV范围内．若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图所示)可判断( )A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出可见光B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出可见光C．从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出可见光D．从n＝4能级跃迁到n＝1能级时发出可见光【解析】发出可见光的能量hν＝|E n－E m|，故四个选项中，只有B选项的能级差在1.61 eV～3.10 eV范围内，故B选项正确．【答案】 B8．氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，问：(1)氢原子在n＝4的定态时，可放出几种光子？(2)若要使处于基态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射此原子？【解析】(1)如图所示，可放出6种不同频率的光子．(2)要使处于基态的氢原子电离，就是要使氢原子的电子获得能量脱离原子核的引力束缚，则hν≥E∞－E1＝13.6 eV＝2.176×10－18J，得ν≥E∞－E1h＝2.176×10－186.63×10－34Hz＝3.28×1015Hz.。

高中物理18.4玻尔的原子模型课后习题新人教版选修3_5

4 玻尔的原子模型A组1.玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有()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解析:A、B、C三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是“量子化”概念,原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合。

答案:ABC2.下面关于玻尔理论的解释中,不正确的说法是()A.原子只能处于一系列不连续的状态中,每个状态都对应一定的能量B.原子中,虽然核外电子不断做变速运动,但只要能量状态不改变,就不会向外辐射能量C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时,一定要辐射一定频率的光子D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道,并且这些轨道是不连续的解析:根据玻尔的原子理论,原子从高能级向低能级跃迁时要辐射一定频率的光子,而从低能级向高能级跃迁时要吸收一定频率的光子,C错误。

答案:C3.根据玻尔的氢原子理论,电子在各条可能轨道上运动的能量是指()A.电子的动能B.电子的电势能C.电子的电势能与动能之和D.电子的动能、电势能和原子核能之和解析:根据玻尔理论,电子绕核在不同轨道上做圆周运动,库仑引力提供向心力,故电子的能量指电子的总能量,包括动能和电势能,所以C选项是正确的。

答案:C4.根据玻尔的氢原子理论,当某个氢原子吸收一个光子后()A.氢原子所在的能级下降B.氢原子的电势能增加C.电子绕核运动的半径减小D.电子绕核运动的动能增加解析:根据玻尔的氢原子理论,当某个氢原子吸收一个光子后,氢原子的能级上升,半径增大,A、C错误;电子与原子核间的距离增大,库仑力做负功,电势能增大,B正确;电子围绕原子核做圆周运动,库仑力提供向心力,有k,可得E k=mv2=,半径增大,动能减小,故D错误。

【全程复习方略】2015-2016学年高中物理 18.4玻尔的原子模型(探究导学课型)课件新人教版选修3-5

(2)针对经典电磁理论解释核式结构的矛盾,科学家又采取了什么方法? 提示:玻尔在卢瑟福核式结构的基础上,把量子思想引入原子结构理论,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释并且预言了氢原子光谱的实验规律,但在解释比较复杂的原子时遇到了困难。
(3)电子在核外的运动真的有固定轨道吗?玻尔理论中的轨道量子化又如何解释? 提示:在原子内部,电子绕核运动并没有固定的轨道,只不过当原子处于不同的定态时,电子出现在rn=n2r1处的几率大。
射光谱只有一些分立的亮线。
(5)玻尔理论与原子的特征谱线:由于不同的原子具有不同的结
频率也不相构,能级各不相同,因此辐射(或吸收)的光子的_____
特征谱线的原因。同。这就是不同元素的原子具有不同的_________
量子观念引入原子 2.玻尔理论的成功之处:玻尔理论第一次将_____ 定态和_____ 跃迁的概念,成功地解释了_______ 氢原子光谱领域,提出了_____ 的实验规律。经典理论,即保留了经典 3.玻尔理论的局限性:过多地保留了_____ 粒子的观念,把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。概率不一样,如果用疏 4.电子云:原子中的电子在各处出现的_____
2 2 e v 径减小,由 k 2 m 知,随r变小,电子线速度变大,电子动能 r r
增大;当电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道时,电场力做正功,所以电子电势能变小。
【探究总结】巧解氢原子的结构问题 (1)求解电子在某条轨道上的运动动能时,要将玻尔的轨道理论与电子绕核做圆周运动的向心力结合起来。
(4)×。电子发生轨道跃迁时才放出或吸收光子,在一定的轨道上运动时,不辐射电磁波即不辐射光子。 (5)√。电子轨道的不连续也决定着原子能级的量子化,电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时吸收或放出的光子的能量就是这两个轨道的能级之差,所以光子的能量及频率、波长都是不连续的、分立的。

高中物理第十八章原子结构 4 玻尔的原子模型同步备课学案新人教版选修35

4 玻尔的原子模型[目标定位] 1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容.2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型．一、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．定态当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量．即原子的能量是量子化的，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基态，其他的状态叫做激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．3．频率条件当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，m ＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，该式称为频率条件，又称辐射条件．反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子能量同样由频率条件决定．高能级E m低能级E n【深度思考】是不是所处的能级越高的氢原子，向低能级跃迁时释放的光子能量越大？答案不一定．氢原子从高能级向低能级跃迁时，所释放的光子能量一定等于能级差，氢原子所处的能级越高，跃迁时能级差不一定越大，释放的光子能量不一定越大．【例1】根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )A．若氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝E n B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a>r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子D ．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁解析原子由高能级向低能级跃迁满足频率条件，辐射的光子能量为h ν＝E n －E m ，同样吸收满足频率条件的光子后会从低能级跃迁到高能级；原子辐射的能量与电子在某一轨道上绕核的运动无关．答案 C【例2】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的过程中( )A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大解析根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B 错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即k e 2r 2＝m v 2r ，又E k ＝12mv 2，所以E k ＝ke 22r.由此式可知：电子离核越远，即r 越大时，电子的动能越小，故A 、C 错；由r 变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D 正确．答案 D当氢原子从低能量态E n 向高能量态E m (n ＜m )跃迁时，r 增大，E k 减小，E p 增大(或r 增大时，库仑力做负功，电势能E p 增大)，E 增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量h ν＝E m －E n .二、玻尔理论对氢光谱的解释1．氢原子能级图如图1所示图12．解释巴耳末公式按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝E m－E n.巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和2.3．解释气体导电发光通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，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．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之差，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．5．解释不同原子具有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，因此辐射(或吸收)的光子频率也不相同．【深度思考】(1)观察氢原子能级图(图1)，当氢原子处于基态时，E1＝－13.6 eV.通过计算，E n与E1在数值上有什么关系？(2)如果氢原子吸收的能量大于13.6 eV，会发生什么现象？答案(1)通过计算得：E n＝E1n2(n＝1,2,3，…)(2)hν＝E m－E n适用于光子和原子在各定态之间跃迁情况，若吸收光子的能量大于或等于13.6 eV时，原子将会被电离．【例3】如图2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的光有( )图2A ．15种B ．10种C ．4种D ．1种解析基态的氢原子的能级值为－13.6 eV ，吸收13.06 eV 的能量后变成－0.54 eV ，原子跃迁到n ＝5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子种类是n n －2＝－2＝10种．答案 B1．对能级图的理解：由E n ＝E 1n 2知，量子数越大，能级越密．量子数越大，能级差越小，能级横线间的距离越小．n ＝1是原子的基态，n →∞是原子电离时对应的状态．2．跃迁过程中吸收或辐射光子的频率和波长满足h ν＝|E m －E n |，h c λ＝|E m －E n |. 3．大量处于n 激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射n n －2种不同频率的光，一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射(n －1)种频率的光子．针对训练图3为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )图3A ．最容易表现出衍射现象的光是由n ＝4能级跃迁到n ＝1 能级产生的B ．频率最小的光是由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应答案 D解析由ΔE ＝hc λ，知λ＝hcΔE，则由n ＝4跃迁到n ＝1能级产生的光子能量最大，波长最短，所以该光子最不容易发生衍射现象，A 项错误；因由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光子能量大于由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生光子的能量，故其频率不是最小的，所以B 项错误；大量的氢原子由n ＝4的激发态向低能级跃迁，可能辐射出6种不同频率的光子，故C 项错误；由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出光子的能量E ＝－3.4 eV －(－13.6)eV ＝10.2 eV.因E >W 逸＝6.34 eV ，故D 项正确．三、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量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．2．玻尔理论的局限性保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动.1．(对玻尔理论的理解)根据玻尔的原子结构模型，原子中电子绕核运转的轨道半径( )A ．可以取任意值B ．可以在某一范围内取任意值C ．可以取不连续的任意值D ．是一些不连续的特定值答案 D解析按玻尔的原子理论：原子的能量状态对应着电子不同的运动轨道，由于原子的能量状态是不连续的，则其核外电子的可能轨道是分立的，且是特定的，故上述选项只有D 正确．2．(对玻尔理论的理解)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下列说法中正确的是( )A ．电子绕核旋转的半径增大B ．氢原子的能量增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子核外电子的速率增大答案 D解析氢原子辐射一个光子时能量减少，所以电子的轨道半径减小，速度增大，电势能减小，故选项D正确．3．(氢原子能级及跃迁)(多选)如图4所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，则下列判断中正确的是( )图4A．能量和频率最大、波长最短的是B光子B．能量和频率最小、波长最长的是C光子C．频率关系为νB＞νA＞νC，所以B的粒子性最强D．波长关系为λB＞λA＞λC答案ABC解析从图中可以看出电子在三种不同能级跃迁时，能级差由大到小依次是B、A、C，所以B光子的能量和频率最大，波长最短；能量和频率最小、波长最长的是C光子，所以频率关系式νB＞νA＞νC，波长关系是λB＜λA＜λC，所以B光子的粒子性最强，故选项A、B、C 正确，D错误．4．(氢原子能级及跃迁)(多选)用光子能量为E的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3.入射光束中光子的能量应是( ) A．hν3B．h(ν1＋ν2)C．h(ν2＋ν3) D．h(ν1＋ν2＋ν3)答案AB解析氢原子吸收光子后发射三种频率的光，可知氢原子由基态跃迁到了第三能级，能级跃迁如图所示，由图可知该氢原子吸收的能量为hν3或h(ν1＋ν2)．题组一对玻尔理论的理解1．(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )A．原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量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轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射答案ABC解析原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故A 正确；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，故B正确；电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子，故C正确；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故D错误．2．(多选)关于玻尔原子理论的基本假设，下列说法中正确的是( )A．原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力B．氢原子光谱的不连续性，表明了氢原子的能级是不连续的C．原子的能量包括电子的动能和系统的势能，电子动能可取任意值，系统的势能只能取某些分立值D．电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)光子频率等于电子绕核运动的频率答案AB解析根据玻尔理论的基本假设知，原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，故A正确；玻尔原子模型结合氢原子光谱，则表明氢原子的能量是不连续的．故B正确；原子的能量包括电子的动能和系统的势能，由于轨道是量子化的，则电子动能也是特定的值，故C错误；电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)的光子能量等于两能级间的能级差，D错误．3．(多选)下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象C．玻尔继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征答案BCD解析卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象．故B正确；玻尔的原子模型对应的是电子轨道的量子化，卢瑟福的原子模型核外电子可在任意轨道上运动，故C正确；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确．4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A ．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B ．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C ．只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D ．只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线答案 B解析当原子由高能级向低能级跃迁时，原子将发出光子，由于不只是两个特定能级之间的跃迁，所以它可以发出一系列频率的光子，形成光谱中的若干条亮线．5．根据玻尔理论，氢原子有一系列能级，以下说法正确的是( )A ．当氢原子处于第二能级且不发生跃迁时，会向外辐射光子B ．电子绕核旋转的轨道半径可取任意值C ．处于基态的氢原子可以吸收10 eV 的光子D ．大量氢原子处于第四能级向基态跃迁时会出现6条谱线答案 D解析氢原子处于第二能级且向基态发生跃迁时，才会向外辐射光子．故A 错误．根据玻尔原子理论可知，电子绕核旋转的轨道半径是特定值．故B 错误.10 eV 的能量不等于基态与其他能级间的能级差，所以该光子能量不能被吸收．故C 错误．根据C 24＝6知，大量处于n ＝4能级的氢原子跃迁时能辐射出6种不同频率的光子．故D 正确．6．根据玻尔理论，某原子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ′的轨道，辐射出波长为λ的光．以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，E ′等于( )A ．E －h λcB ．E ＋h λcC ．E －h c λD ．E ＋h c λ答案 C 解析释放的光子能量为h ν＝h c λ，所以E ′＝E －h ν＝E －h c λ.题组二氢原子能级及跃迁7．氢原子的基态能量为E 1，下列四个能级图，正确代表氢原子的是( )答案 C解析由氢原子能级图可知，量子数n 越大，能级越密，且各能级能量E n ＝E 1n 2，所以C 正确．8．汞原子的能级图如图1所示，现让一束光子能量为8.8 eV 的单色光照射到大量处于基态(能级数n ＝1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光．下列说法中正确的是( )图1A ．最长波长光子的能量为1.1 eVB ．最长波长光子的能量为2.8 eVC ．最大频率光子的能量为2.8 eVD ．最大频率光子的能量为4.9 eV答案 A解析由题意知，吸收光子后汞原子处于n ＝4的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(－1.6＋10.4)eV ＝8.8 eV ，最大波长(即最小频率)的光子能量为(－1.6＋2.7)eV ＝1.1 eV ，故A 正确．9．(多选)如图2是氢原子的能级图，一群氢原子处于n ＝3能级，下列说法中正确的是( )图2A．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eVB．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长C．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁D．如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，那一定是由n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的答案BD解析由n＝3能级跃迁到n＝1能级，辐射的光子能量最大，ΔE＝13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故A错误，B正确；一群处于n＝3能级的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故C 错误；如果发出的光子只有一种能使某金属产生光电效应，知这种光子为能量最大的一种，即由n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的．故D正确．10．如图3所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是( )图3A．n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子B．n＝4跃迁到n＝3时辐射的光子C．n＝2跃迁到n＝1时辐射的光子D．n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子答案 B11．(多选)如图4所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为2.25 eV的钾，下列说法正确的是( )图4A．这群氢原子能发出三种不同频率的光B．这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09 eVD．金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84 eV答案 ACD解析根据C 23＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，故A 正确；从n ＝3跃迁到n ＝1辐射的光子能量为13.6 eV －1.51 eV ＝12.09 eV>2.25 eV ，从n ＝2跃迁到n ＝1辐射的光子能量为13.6 eV －3.4 eV ＝10.2 eV>2.25 eV ，从n ＝3跃迁到n ＝2辐射的光子能量为3.4 eV －1.51 eV ＝1.89 eV<2.25 eV ，所以能发生光电效应的光有两种，故B 错误；从n ＝3跃迁到n ＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，根据光电效应方程得，E km ＝h ν－W 0＝12.09 eV －2.25 eV ＝9.84 eV.故C 、D 正确．题组三综合应用12.如图5所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时，图5(1)有可能放出几种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，光速c ＝3.0×108 m/s)答案 (1)6 (2)第四能级向第三能级 1.88×10－6 m解析 (1)由N ＝C 2n ，可得N ＝C 24＝6种；(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长，根据hc λ＝E 4－E 3＝－0.85－(－1.51) eV ＝0.66 eV ，λ＝hc E 4－E 3＝6.63×10－34×3×1080.66×1.6×10－19 m≈1.88×10－6 m.13．氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10m ，能量E 1＝－13.6 eV.求氢原子处于基态时．(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？答案 (1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)9.14×10－8 m解析 (1)设处于基态的氢原子核外电子速度大小为v 1，则k e 2r 21＝mv 21r 1，所以电子动能 E k1＝12mv 21＝ke 22r 1＝9×109－1922×0.53×10－10×1.6×10－19 eV ≈13.6 eV.(2)因为E 1＝E k1＋E p1，所以E p1＝E 1－E k1＝－13.6 eV －13.6 eV ＝－27.2 eV.(3)设用波长为λ的光照射可使氢原子电离，有hc λ＝0－E 1 所以λ＝－hc E 1＝－6.63×10－34×3×108－13.6×1.6×10－19 m ≈9.14×10－8 m.。

最新人教版高中物理选修3-5：18.4 玻尔的原子模型知识点总结及课时练习

4玻尔的原子模型记一记玻尔的原子模型知识体系1个原子模型——玻尔的原子模型1个能级图——氢原子的能级图3个基本假设——轨道量子化、定态、跃迁辨一辨1.玻尔的原子理论中，原子可以处于连续的能量状态中．(×)2．玻尔的原子理论中，原子中的核外电子绕核做周期性运动一定向外辐射能量．(×)3．氢原子的能级越小，电子的轨道半径越小．(√)4．电子云示意图上的点是电子打到荧光屏上出现的亮点．(×) 5．玻尔理论成功地解释了氢原子的特征谱线．(√)想一想1.电子的轨道有什么特点？氢原子只有一个电子，电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发生？提示：电子的轨道不是连续的，是量子化的，即只有半径的大小符合一定条件时，这样的半径才是有可能的．电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时，会放出光子，当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时，会吸收光子．2．当氢原子处于基态时，氢原子的能量是多少？如果氢原子吸收的能量大于13.6 eV，会出现什么现象？提示：当氢原子处于基态时，氢原子的能量最小，是－13.6 eV.如果氢原子吸收的能量大于13.6 eV ，会出现电离现象．思考感悟：练一练1.根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n 越大( )A ．电子轨道半径越小B ．核外电子运动速度越大C ．原子能级的能量越小D ．电子的电势能越大解析：在氢原子中，量子数n 越大，电子的轨道半径越大，根据k e 2r 2＝m v 2r 知，r 越大，v 越小，则电子的动能减小，因为量子数增大，原子能级的能量增大，动能减小，则电势能增大，故选项D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D2．(多选)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是( )A ．λ1＋λ2B ．λ1－λ2C.λ1λ2λ1＋λ2D.λ1λ2λ1－λ2解析：由题设条件可知，hν3＝hν1＋hν2或hν3＝hν2－hν1，即1λ3＝1λ1＋1λ2或1λ3＝1λ2－1λ1，由此可知选项C 、D 正确．答案：CD3．[2019·陕西联考]氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1＝－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A ．40.8 eVB ．43.2 eVC．51.0 eV D．54.4 eV解析：要吸收光子产生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个能级的差值.40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件，所以选B.答案：B4．氢原子的能级图如图所示，一群氢原子受激发后处于n＝3能级．当它们向基态跃迁时，辐射的光照射光电管阴极K，电子在极短时间内吸收光子形成光电效应．实验测得其遏止电压为10.92 V．求：(1)氢原子从n＝3能级向基态跃迁，辐射光子的能量；(2)逸出光电子的最大初动能E k初；(3)逸出功．解析：(1)氢原子从n＝3能级向基态跃迁，辐射光子的能量为hν＝E3－E1＝(－1.51＋13.6) eV＝12.09 eV.(2)逸出光电子的最大初动能为E k初＝eU c＝10.92 eV.(3)根据光电效应方程得W0＝hν－E k初＝(12.09－10.92) eV＝1.17 eV.答案：(1)12.09 eV(2)10.92 eV(3)1.17 eV要点一对玻尔理论的解释1.[2019·武汉检测](多选)关于玻尔理论，以下论断正确的是()A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量解析：由轨道量子化假设知A正确；根据能级假设和频率条件知不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以B、C 错误，D正确．答案：AD2．(多选)下列关于玻尔理论和电子云的说法正确的是() A．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础B．玻尔理论的成功之处是引入量子观念C．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念D．在电子云示意图中，小黑点密的区域表示电子在该区域出现的概率大解析：玻尔理论的成功之处是引入量子观念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，为量子力学的建立奠定了基础，但不足之处是保留了经典粒子理论，故A、B正确，C错误；在电子云示意图中，用小黑点来表示电子在各个位置出现的概率，小黑点密的区域表示电子出现的概率大，疏的区域表示电子出现的概率小，故D正确．答案：ABD3.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁，则它们发出()A．a的波长最长B．d的波长最长C．f比d光子能量大D．a频率最小解析：能级差越大，对应的光子的能量越大，频率越大，波长越小．故A、C、D正确，B错误．答案：ACD4.如图所示，画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有()A．二种B．三种C．四种D．五种解析：一群氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光．六种情况发出光子能量依次为n＝4到n＝3时，－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV<2.22 eV，n＝3到n＝2时，－151 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV<2.22 eV，n＝2到n＝1时，－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV>2.22 eV.n＝4到n＝1时……前两种不能从金属钾表面打出电子．故有四种，C正确．答案：C要点二氢原子跃迁规律5.[2019·河南郑州模拟]如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是()A．处于基态的氢原子吸收能量为10.5 eV的光子后能跃迁至n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV解析：处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子后能跃迁至n＝2能级，但不能吸收能量为10.5 eV的光子，故A错误；大量处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出C24＝6种不同频率的光，故B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量值大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的能量值，用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，故C错误；处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，根据爱因斯坦光电效应方程，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为E km＝E－W＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，故D正确．答案：D6．按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一个半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一个半径为r b的圆轨道上，r a>r b，此过程中()A．原子要辐射一系列频率的光子B．原子要吸收一系列频率的光子C．原子要辐射某一频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子解析：电子从某一轨道直接跃迁到另一轨道，只能辐射或吸收某一特定频率的光子；再根据r a>r b，可知电子从较远轨道向较近轨道跃迁，即从高能级向低能级跃迁，要辐射光子．故C选项正确．答案：C7．现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态上，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处于该激发态能级上的原子总数的1n－1)() A．2 200个B．2 000个C．1 200个D．2 400个解析：氢原子从量子数为4的能级向低能级跃迁，最终都回到基态，共有6种可能的跃迁方式，如图所示．由于假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n－1，所以从n＝4能级向n＝3、2、1能级跃迁时，分别发出的光子数是相同的，为14－1×1 200个＝400个．从n＝3能级向n＝2、1能级跃迁时，分别发出的光子数也是相同的，为13－1×(14－1×1 200)个＝200个．从n＝2能级向n＝1能级跃迁时，又有两种情况：一是从第4能级跃迁到第2能级，然后从第2能级跃迁到第1能级，其发出的光子数是12－1×(14－1×1 200)上＝400个；另外一种情况是从第4能级跃迁到第3能级，从第3能级跃迁到第2能级，再从第2能级跃迁到第1能级，这种情况发出的光子数是12－1×1 3－1×(14－1×1 200)个＝200个．所以在题设过程中发出的光子总数是(3×400＋400＋2×200＋1×200)个＝2 200个．A选项正确．答案：A8．已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV.处在量子数n的激发态的氢原子的能级值E n＝E1 n2.(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线．(2)计算这几条光谱线中最长的波长．解析：(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线，如图所示．(2)波长最长的光谱线是从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁产生的，则有：h c λ＝E 3－E 2所以λ＝hc E 3－E 2＝ 6.63×10－34×3×108(－13.69＋13.64)×1.6×10－19 m ＝6.58×10－7 m答案：(1)见解析 (2)6.58×10－7 m基础达标1.[2019·邢台检测](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＝|E m－E n|D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量解析：根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误．答案：BC2．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A．2B．5C．4 D．6解析：氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系，即是从n＝3，n ＝4轨道跃迁到n＝2轨道，故电子的较高能级应该是在n＝4的能级上．然后从n＝4向n＝3，n＝2，n＝1跃迁，从n＝3向n＝2，n＝1，从n＝2向n＝1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最多能发出C24＝6条不同频率的谱线．答案：D3.[江苏高考题]如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()解析：根据玻尔的原子跃迁公式h c λ＝E m －E n 可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短．从图中可看出，能量差值的最大值是E 3－E 1，辐射光a 的波长最短，能量差值的最小值是E 3－E 2，辐射光b 的波长最长，谱线从左向右波长依次增大的顺序是a 、c 、b ，选项C 正确．答案：C4．处于基态的氢原子在某单色光的照射下，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，则该单色光的光子能量为( )A ．hν1B ．hν2C ．hν3D ．h (ν1＋v 2＋ν3)解析：处于基态的氢原子要发光，必须先吸收一定的能量E ，如果是用光照射来提供这个能量，入射光子的能量满足E ＝hν.当原子吸收能量E ＝hν后，原子处于激发态，由于激发态能量高，原子不稳定，因此原子会向低能级跃迁，从而发出一系列频率的光子，但这些光子的频率不会大于ν，且必有一种频率等于ν.由题意知，该氢原子处于激发态后只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，即最高频率是ν3，那么照射光子的频率必是ν3，光子能量是hν3.答案：C5．[2019·江苏如皋期中]欲使处于基态的氢原子跃迁，下列措施不可行的是( )A ．用能量为10.2 eV 的光子照射氢原子B ．用能量为11 eV 的光子照射氢原子C ．用能量为14 eV 的光子照射氢原子D ．用能量为11 eV 的电子与氢原子发生碰撞解析：由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子跃迁时，只能吸收能量值刚好等于两能级能量差的光子．根据氢原子能级图不难算出，10.2 eV 刚好为氢原子n ＝2和n ＝1两能级的能量差，而11eV则不等于氢原子任一激发态和基态的能量差，因而氢原子能吸收能量为10.2 eV的光子被激发，而不能吸收能量为11 eV的光子；对于能量为14 eV的光子，其能量大于氢原子的电离能，可使氢原子电离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制，由能量守恒定律可知，氢原子吸收能量为14 eV的光子电离后产生的自由电子仍具有0.4 eV的动能；用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于某个激发态和基态的能量差，就可使氢原子发生跃迁，综上可知B不可行．答案：B6．关于原子结构，下列说法错误的是()A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，电子在带正电部分的外面运动C．各种原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型解析：汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确了阴极射线是电子流，故A正确；极少数α粒子发生了大角度偏转，表明原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，电子在带正电部分的外面运动，故B正确；各种原子的发射光谱都是线状谱，故C错误；玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，故D正确．答案：C7．[2019·四川内江模拟]根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法正确的是()A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期越大，周期与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能越小，动能与轨道半径的平方成反比解析：人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的，故A 错误．人造卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，有G Mm r 2＝m v 2r ＝4π2mr T 2 ①，可得v ＝GM r ，玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，有k Qq r 21＝m 1v 21r 1＝4π2m 1r 1T 21 ②，可得v 1＝KQq m 1r 1，可知都是轨道半径越大，线速度越小，线速度与轨道半径的平方根成反比，故B 正确．由①可得T ＝2πr 3GM ，由②可得T 1＝2πm 1r 31kQq ，可知都是轨道半径越大，周期越大，周期都与轨道半径的32次方成正比，故C 错误．由①可得人造卫星的动能E k ＝12m v 2＝GMm 2r ；由②可得电子的动能E ′k ＝kQq 2r 1，可知都是轨道半径越大，动能越小，动能都与轨道半径成反比，故D 错误．答案：B8.如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态．若一群氢原子(记为A )处于激发态E 2，另一群氢原子(记为B )处于激发态E 3，则下列说法正确的是( )A ．A 可能辐射出3种频率的光子B ．B 可能辐射出3种频率的光子C ．A 能够吸收B 发出的光子并跃迁到能级E 4D ．B 能够吸收A 发出的光子并跃迁到能级E 4解析：根据氢原子能级理论可知，处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会释放出相应频率的光子，氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子．A 在能级E 2向基态跃迁时只能释放出1种频率的光子，A 错误；B 在能级E 3向基态跃迁时可能辐射出3种频率的光子，B 正确；A 跃迁到能级E 4需要的能量不等于由B 释放出的光子的能量，C 错误，同理D 错误．答案：B9．(多选)氢原子第一能级的能量E 1＝－13.6 eV ，第二能级的能量E 2＝－3.4 eV ，当氢原子的核外电子从第二能级跃迁到第一能级时( )A ．辐射的光子能量为1.63×10－18 JB ．辐射出的是可见光C ．辐射的光子打到逸出功为3.5 eV 的锌板上，能产生光电效应D ．辐射出的光子在真空中的速度为3×108 m/s解析：辐射的光子能量为ΔE ＝E 2－E 1＝10.2 eV ＝1.63×10－18J ，辐射的光子的频率为ν＝E h ＝1.63×10－186.63×10－34 Hz ＝2.46×1015 Hz ，不在可见光范围内，A 正确，B 错误；因ΔE ＝10.2 eV>3.5 eV ，故C 正确；光在真空中的速度为3×108 m/s ，D 正确．答案：ACD能力达标10.[2019·广东潮州模拟]如图所示为氢原子的能级示意图，现有一群处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是( )A ．跃迁中能释放的光子只有4种B ．跃迁到低能级后核外电子速率变小C ．若某种金属的逸出功为13 eV ，则跃迁辐射的光子中有且只有一种能使该金属发生光电效应D ．若跃迁辐射的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应，则逸出的光电子动能一定大于13.6 eV解析：一群处于n ＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出C 25＝10种不同频率的光，故A 错误；根据ke 2r 2＝m v 2r 可知，v ＝ke 2mr ，氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，则电子速率增大，故B 错误；根据玻尔理论可知，一群处于n ＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的10种不同频率的光中，只有n ＝5能级向n ＝1能级跃迁时辐射的光子的能量值大于13 eV ，为13.06 eV ，能使该金属发生光电效应，故C 正确；由于10种光子中能量值最大的光子的能量值仅为13.06 eV ，所以辐射出的光子无论使哪一种金属发生光电效应，逸出的光电子的动能都一定小于13.06 eV ，故D 错误．答案：C11．[2019·湖北重点中学模拟]根据玻尔理论，氢原子的能级公式为E n ＝A n 2(n 为能级量子数，A 为基态能量)，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中( )A ．氢原子辐射一个能量为15A 16的光子B ．氢原子辐射一个能量为－15A 16的光子C ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子的能量为15A 16D ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子的能量为－15A 16解析：根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子，其能量为ΔE ＝E 4－E 1＝A 42－A 12＝－15A 16，选项B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B12．[2019·河北石家庄正定中学期末](多选)氢原子能级图如图所示，a 、b 、c 分别表示原子在不同能级之间跃迁时发出的三种光子，设在跃迁过程中，放出a 、b 、c 光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，若a 光恰能使某金属发生光电效应，则( )A ．λa ＝λb ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λcC ．E b ＝E a ＋E cD ．c 光也能使该金属发生光电效应E ．b 光一定能使该金属发生光电效应解析：E a ＝E 2－E 1，E b ＝E 3－E 1，E c ＝E 3－E 2，故E b ＝E a ＋E c ，C 项正确；又因为E ＝hν＝h c λ，故1λb ＝1λa ＋1λc，A 项错误，B 项正确；a 光恰能使某金属发生光电效应，而E a <E b ，E a >E c ，故D 项错误，E 项正确．答案：BCE13．[2019·云南玉溪期末]氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，电子绕核做圆周运动的半径r 1＝0.53×10－10 m ．求氢原子处于n ＝4激发态时：(1)原子系统具有的能量；(2)电子在n ＝4轨道上运动的动能；(已知能量关系E n ＝1n 2E 1，半径关系r n ＝n 2r 1，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，e ＝1.6×10－19 C)(3)若要使处于n ＝2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)解析：(1)由E n ＝1n 2E 1得E 4＝E 142＝－0.85 eV(2)由r n ＝n 2r 1，得r 4＝16r 1，由圆周运动知识得k e 2r 24＝m v 2r 4所以E k4＝12m v 2＝ke 232r 1＝9.0×109×(1.6×10－19)232×0.53×10－10J ＝0.85 eV (3)要使处于n ＝2轨道的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为hν＝0－E 14得ν＝8.21×1014 Hz答案：(1)－0.85 eV (2)0.85 eV (3)8.21×1014 Hz14．将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使处于n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，电子质量m e ＝9.1×10－31 kg)解析：(1)n ＝2时，E 2＝－13.622 eV ＝－3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n ＝∞的轨道，n ＝∞时，E ∞＝0.所以，要使处于n ＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eVν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝8.21×1014 Hz (2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量E 0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J ＝9.945×10－19 J 电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19 J ＝5.44×10－19 J由能量守恒得E 0－ΔE ＝12m e v 2代入数值解得v ＝9.95×105 m/s答案：(1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s。

高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型课后作业含解析新人教版选修3_5

第4节玻尔的原子模型A组：合格性水平训练1．(玻尔原子理论)(多选)下列说法中正确的是( )A．氢原子处于基态时,能级最低,状态最稳定B．氢原子由高能级向低能级跃迁后,动能和电势能都减小C．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的分立特征D．光子的能量大于氢原子基态能量绝对值时,不能被氢原子吸收答案AC解析原子在不同状态中具有不同的能量,能量最低的状态叫基态。

所以基态能量最低、状态最稳定,A正确；氢原子由高能级向低能级跃迁后,动能增大,电势能减小,B错误；玻尔在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下把微观世界中物理量取分立值的观点应用到原子系统,成功解释了氢原子光谱的分立特征,C正确；当光子能量大于氢原子基态电离能时,氢原子吸收后发生电离,D错误。

2．(氢原子能级跃迁)一群氢原子处于同一较高的激发态,它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A．可能吸收一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条亮线C．只吸收频率一定的光子,形成光谱中的一条暗线D．只发出频率一定的光子,形成光谱中的一条亮线答案 B解析当原子由高能级向低能级跃迁时,原子将发出光子,由于不只是两个特定能级之间的跃迁,所以它可以发出一系列频率的光子,形成光谱中的若干条亮线,B正确,A、C、D错误。

3．(综合)(多选)如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n＝3的激发态,在自发跃迁中放出一些光子,用这些光子照射逸出功为2.25 eV的钾,下列说法正确的是( )A．这群氢原子能发出三种不同频率的光B．这群氢原子发出的光子均能使金属钾发生光电效应C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09 eVD．金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84 eVE．氢原子发出光子后其核外电子动能变小答案ACD解析根据C23＝3知,这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子,从n＝3能级向n＝2能级、从n＝2能级向n＝1能级和从n＝3能级向n＝1能级跃迁发出不同频率的光,所以A正确。

【全程复习方略】2015-2016学年高中物理 18.4玻尔的原子模型(精讲优练课型)课件新人教版选修3-5

(1)电子的轨道有什么特点?
(2)氢原子只有一个电子,电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发
生?
提示:(1)电子的轨道不是连续的,是量子化的,即只有半径的大小符合
一定条件时,这样的半径才是有可能的。
(2)电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时 ,会放出光子,当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时,会吸收光子。
的,只有半径大小符合一定条件时,轨道才是有可能的。
(2)√。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,原子的能量是量子化的,
不能连续取值。 (3)×。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时 , 会放出符合辐射条件的光子。
二、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:
(1)按照玻尔理论,原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时
轨道跃迁到n=2轨道,故电子的较高能级应该是在n=4的能级上。然后
从n=4向n=3,n=2,n=1跃迁,从n=3向n=2,n=1,从n=2向n=1跃迁,故这群
氢原子自发跃迁时最多能发出 C2 =6条不同频率的谱线。 4
【补偿训练】
1.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,
则它们发出的光
A.a的波长最长
可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。
【典例示范】(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是( A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波 B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量 C.原子内电子的可能轨道是连续的 D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大
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高二物理(人教版)选修35课时同步练习卷：18.4 玻尔的原子模型

18.4玻尔的原子模型1．(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答案BD2．关于玻尔理论，下列说法不正确的是()A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入量子化假设B．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D．氢原子中，量子数n越大，核外电子的速率越大答案D3．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A．若氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为hν＝E n B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a＞r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁答案C4．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的是()答案C5．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少答案B6．(多选)(2019·南通一模)已知氢原子基态能量为－13.6 eV，下列说法正确的有() A．使n＝2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量增加C．处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n＝4激发态D．大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时会辐射出3种不同频率的光答案AD7．如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()答案C8．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．ν0＜ν1B．ν3＝ν2＋ν1C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.1ν1＝1ν2＋1ν3答案B9．如图所示，某原子三个能级的能量分别为E1、E2和E3，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光，下列判断正确的是()A．E1＞E2＞E3B．(E3－E2)＞(E2－E1)C．b光的波长最长单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。

河北省邢台市高中物理18.4玻尔的原子模型课时训练新人教版选修3-5

第4节波尔的原子模型一.选择题1、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ )A ．原子的能量增加，电子的动能减少B ．原子的能量增加，电子的动能增加C ．原子的能量减少,电子的动能减少D ．原子的能量减少,电子的动能增加2、一个氢原子从3n =能级跃迁到2n =能级,该氢原子（）A ．放出光子,能量增加B ．放出光子，能量减少C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少3、已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为21n E E n =（取∞→n 时E n =0）,其中n=2,3，……。

用h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。

能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( ）A ．134-E hcB ．12-E hcC ．14-E hc D ．19-E hc 4、已知氢原子的能级如图所示,现用光子能量介于10～12．9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子,则下列说法中正确的是（）A ．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B ．在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C ．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有10种D ．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种5、下列说法正确的是（ )A．当氢原子从激发态跃迁到基态时,要吸收能量B．由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质C．大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有6种D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关6、处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．1种 B．2种 C．3种 D．4种7、按照波尔理论,一个氢原子中的电子从半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到半径为r b的圆轨道上,则在此过程中（）A．原子要发出某一频率的光子，原子的核外电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量也减小B．原子要吸收某一频率的光子，原子的核外电子的动能减小,原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要发出一系列频率的光子，原子的核外电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小D．原子要发出一系列频率的光子，原子的核外电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量也增大8、大量氢原子从n=5的激发态，向低能级跃迁时,产生的光谱线条数是（）A．4条B．6条C．8条D．10条9、如图所示为氢原子的能级图，用大量能量为12.76eV的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有几种不同波长的光波?（）A．3种B．4种C．5种D．6种10、如图所示为氢原子的能级图,当氢原子从4n=能级时，辐射出光子an=能级跃迁到2;当氢原子从3n=能级时，辐射出光子b,则下列说法中正确的是（ ) n=能级跃迁到1A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的波长小于光子b的波长C．b光比a光更容易发生衍射现象D．在同种介质中，a光子的传播速度大于b光子的传播速度第4节参考答案一、单项选择1、D2、B3、C4、B5、B6、C7、A8、D9、D 10、D尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文稿在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。

高中物理 18.4玻尔的原子模型课时训练(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理试题

18.4玻尔的原子模型【小题达标练】一、选择题1.(多项选择)(2015·邯郸高二检测)关于玻尔的原子模型,如下说法中正确的有( )A.它彻底地否认了卢瑟福的核式结构学说B.它开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【解析】选B、D。

玻尔的原子模型在核式结构的前提下提出轨道量子化、能量量子化与能级跃迁,应当选项A错误,B正确;它的成功在于引入了量子化理论,缺点是过多地引入经典力学,应当选项C错,D正确。

2.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级。

该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少【解析】选B。

根据玻尔理论,氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子,能量减少,B对,A、C、D错。

【互动探究】如果这个氢原子是由n=2能级跃迁到n=3能级,上面四个选项选哪一个? 【解析】选C。

根据玻尔理论,氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时吸收光子,能量增加,C对,A、B、D错。

3.(2015·无锡高二检测)处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出10种不同频率的光,如下能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是( )【解析】选A。

根据玻尔理论,波长最长的跃迁对应着频率最小的跃迁,根据氢原子能级图,频率最小的跃迁对应的是从5到4的跃迁,选项A正确。

4.(2015·湖北名校联考)如下列图为氢原子的能级图。

用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射不同波长的光有( )A.15种B.10种C.4种D.1种【解析】选B。

吸收13.06eV能量后氢原子处于量子数n=5的激发态,故可产生10种不同波长的光,故B正确。

【补偿训练】汞原子的能级图如下列图,现让一束光子能量为8.8eV的单色光照射到大量处于基态(能级数n=1)的汞原子上,能发出6种不同频率的色光。

高中物理第十八章第4节玻尔的原子模型课时作业选修

积盾市安家阳光实验学校第4节玻尔的原子模型1．轨道量子化与态(1)玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从力学的规律，但轨道______任意的，只有当半径大小符合一条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是________的．电子在这些轨道上绕核的转动是稳的，不产生__________辐射．(2)电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对着能量的量子化，这些量子化的能量值叫做______．这些具有确能量的稳状态称为______，能量最低的状态叫做______，其他状态叫做________．也就是说，原子只能处在一________的能量状态中．2．频率条件玻尔假：当电子从能量__________的态轨道跃迁到能量______的态轨道时，会辐射出能量为________的光子，反之会________光子．频率条件表达式为____________．3．玻尔理论对氢光谱的解释(1)玻尔理论解释巴耳末公式：按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝Em－En；巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后的__________的量子数n和2，并且理论上的计算和测量的______________符合得很好，同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系．(2)解释气体导电发光：气体放电管中的原子受到______________的撞击，有可能跃迁到激发态，激发态是不稳的，会自发地向低能级跃迁，放出光子．(3)解释氢光谱的不连续：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量于前后____．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有一些分立的亮线．4．玻尔模型的局限性(1)玻尔理论的之处：玻尔的原子理论第一次将__________引入原子领域，提出了______和______的概念，地解释了氢原子光谱的规律．(2)玻尔理论的局限性：对更复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于过多地保留了__________，仍然把电子的运动看成是力学描述下的轨道运动．【概念规律练】知识点一玻尔的原子理论1．根据玻尔的原子模型，原子中核外电子绕核运转的半径( )A ．可以取任意值B ．可以在某一范围内取任意值C ．可以取一不连续的任意值D ．是一不连续的特值2．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )A ．原子处在具有一能量的态中，虽然电子做圆周运动，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，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)一频率的光子D ．电子跃迁时辐射的光子的频率于电子绕核做圆周运动的频率知识点二原子的跃迁3．根据玻尔理论，某原子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光．以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，E′于( ) A ．E －h λc B ．E ＋h λcC ．E －h c λD ．E ＋h cλ4．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【方法技巧练】一、原子跃迁过程放出或吸收光子的能量的计算图15．如图1中画出了氢原子的4个能级，并注明了相的能量En.用下列几种能量的光子照射处于基态的原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是( ) A ．9 eV 的光子 B ．12 eV 的光子 C ．10.2 eV 的光子 D ．15 eV 的光子6．设氢原子从基态向n ＝2能级跃迁时，吸收的光子波长为λ1，从n ＝2激发态向n ＝3能级跃迁时，吸收的光子波长为λ2，则氢原子从n ＝3激发态向低能级跃迁时，所辐射光子的波长可能为( ) A ．λ1 B ．λ2C ．λ1＋λ2 D.λ1λ2λ1＋λ2二、氢原子跃迁放出光子种类的分析方法7．已知氢原子的能级结构如图2所示，可见光的光子能量范围约为1.62 eV ～3.11 eV.下列有关说法错误的是( )图2A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光1．根据玻尔理论，以下说法正确的是( )A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于态的原子，其电子做圆周运动，但并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差2．原子的能量量子化现象是指( )A．原子的能量是不可以改变的B．原子的能量与电子的轨道无关C．原子的能量状态是不连续的D．原子具有分立的能级3．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( ) A．电子的动能B．电子的电势能C．电子的电势能与动能之和D．电子的动能、电势能和原子核能之和4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A．可能吸收一频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线C．只能吸收频率一的光子，形成光谱中的一条暗线D．只能发出频率一的光子，形成光谱中的一条明线5．有关氢原子光谱的说法正确的是( )A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关图36．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A．40.8 eV B．43.2 eVC．51.0 eV D．54.4 eV7．氢原子处于量子数n＝3的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，吸收的光子能量是( )A．13.6 eV B．3.5 eVC．1.51 eV D．0.54 eV8．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则( )A ．吸收光子的波长为c E1－E2hB．辐射光子的波长为c E1－E2hC．吸收光子的波长为chE1－E2D．辐射光子的波长为chE1－E2图49．氢原子的能级如图4所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV 之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光10．图5所示为氢原子的能级图．一群处于n＝4激发态的氢原子，发生跃迁时可观测到氢原子发射不同波长的光有多少种( )图5A．6 B．2 C．3 D．1题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案11.已知氢原子的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级的能量值为En＝－13.6n2eV.(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(2)计算这几种光谱线中最短的波长．(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.00×108 m/s)第4节玻尔的原子模型课前预习练1．(1)不是量子化电磁(2)能级态基态激发态不连续2．较高较低hν吸收hν＝Em－En3．(1)态轨道里德伯常量(2)高速运动的电子(3)两能级差分立分立4．(1)量子观念态跃迁(2)理论课堂探究练1．D2．ABC [A 、B 、C 三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对，是理论与量子化概念的结合．电子跃迁辐射的能量为hν＝Em －En 与电子绕核做的圆周运动无关，故D 错．] 点评解答本题注意把握以下三点：(1)电子的轨道是一些不连续的某些分立的值，不同轨道对不同的能量值． (2)电子在可能的轨道上，不向外辐射能量，状态稳，原子处于一不连续的能量状态．(3)原子从一种态跃迁到另一种态时要吸收或辐频率的光子．3．C [释放的光子能量为：hν＝h c λ，所以E′＝E －hν＝E －h cλ.]4．D [根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时，其能量越大，电子从低轨道(量子数n 小)向高轨道(n 值较大)跃迁时，要吸收一能量的光子，故选项B 可排除；氢原子核外电子绕核做圆周运动，其向心力由原子核对电子的库仑引力提供，即ke2r2＝mv2r ，电子运动的动能Ek ＝12mv2＝ke22r .由此可知：电子离核越远，r 越大，则电子的动能越小，故选项A 、C 均可排除；由于原子核带正电荷，电子带负电荷，事实上异种电荷远离过程中需克服库仑引力做功，即库仑力对电子做负功，则原子系统的电势能将增大，系统的总能量增加，故选项D 正确．]5．CD [能使处于基态的氢原子发生电离的最小能量为13.6 eV ，能使电子发生跃迁的最小能量为10.2 eV ，故选项C 、D 正确．]方法总结由跃迁条件可知，氢原子在各能级间跃迁时，只能吸收能量值刚好于某两能级之差的光子，即hν＝E 末－E 初；当光子的能量大于氢原子的基态电离能时，电子将脱离原子核的束缚而成为自由电子，不受氢原子能级间跃迁条件的限制． 6．ABD7．D [处于n ＝3能级的氢原子欲发生电离，只需吸收1.51 eV 的能量即可，低于可见光的光子能量范围，所以可以吸收任意频率的紫外线而发生电离，A 正确；大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，放出的能量至多为1.51 eV ，低于可见光的光子能量，此光处于红外线区域，具有显著的热效，B 正确；大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出的不同频率的光的种类为N ＝C24＝6，能量差在可见光范围内的只有2种，C 正确，D 错误．本题该选D.]方法总结判断辐射光子的种类时要注意区别是一群氢原子还是一个氢原子，一个氢原子时最多发出的光子数为n －1种；大量氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射的可能频率数用C2n 计算．课后巩固练 1．BCD2．CD [正确理解玻尔理论中的量子化概念是解题关键．根据玻尔理论，原子处于一不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对不同的轨道，故C 、D 选项正确．]3．C [根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力提供向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能和势能，所以C 选项是正确的．]4．B5．BC [氢原子的发射光谱是线状谱，故选项A错误；氢原子光谱说明：氢原子只能发出特频率的光，氢原子能级是分立的，故选项B、C正确；由玻尔理论知氢原子发射出的光子能量由前、后两个能级的能量差决，即hν＝Em－En，故选项D错误．]6．B [要吸收光子发生跃迁需要满足一的条件，即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件．]7．ABC8．D [由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，故A、C错；由关系式ν＝E1－E2h和λ＝cν，得辐射光子的波长λ＝chE1－E2，故B错，D对．]9．AD [从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光子的能量最小值ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV>3.11 eV，由λ＝hcΔE可判断，从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的最大波长比可见光的最小波长还小，因此选项A正确；从高能级向n＝2能级跃迁发出的光子的能量范围是1.89eV≤ΔE≤3.40 eV，与可见光光子的能量有重合的范围，因此，从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光有可见光，也有非可见光，故选项B错误；从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光子能量范围为：0.66 eV≤ΔE≤1.51 eV，比可见光光子的能量小，由ΔE＝hν可知这些光子的频率均小于可见光的频率，故选项C错误；从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出光子的能量为ΔE＝1.89 eV，在可见光光子能量范围之内，故选项D正确．]10．A11．见解析解析(1)当n＝1时，能量级为E1＝－13.612eV＝－13.6 eV；当n＝2时，能量级为E2＝－13.622eV＝－3.4 eV；当n＝3时，能量级为E3＝－13.632eV＝－1.51 eV；能发出的光谱线分别为3→2,2→1,3→1共三种，能级图如下图所示．(2)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝Em－En，又知ν＝cλ则有λ＝hcE3－E1＝6.63×10－34×3×10812.09×1.6×10－19m＝1.03×10－7 m。

高中物理18.4玻尔的原子模型课后课时精练新人教版选修35

玻尔的原子模型1．下列说法中正确的是( )A．氢原子处于基态时，能级最低，状态最稳定B．氢原子由高能级向低能级跃迁后，动能和电势能都减小C．氢原子吸收光子后轨道半径变大，电子所受库仑力减小D．玻尔理论成功的解释了氢原子光谱的分立特征E．光子的能量大于氢原子基态能量时，不能被氢原子吸收F．玻尔理论成功的解释了各类原子的光谱解析：氢原子由高能级向低能级跃迁后，动能增大，电势能减小，B错，玻尔理论有局限性，F错，当光子能量大于氢原子基态能量时，被氢原子吸收而发生电离，E错。

答案：ACD2．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的进程中( ) A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C．只吸收频率必然的光子，形成光谱中的一条暗线D．只发出频率必然的光子，形成光谱中的一条亮线解析：当原子由高能级向低能级跃迁时，原子将发出光子，由于不只是两个特定能级之间的跃迁，所以它可以发出一系列频率的光子，形成光谱中的若干条亮线。

答案：B3．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．氢原子要吸收必然频率的光子D．氢原子要放出必然频率的光子解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出必然频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故A、C错，B、D正确。

答案：BD4．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分立的不持续的亮线，其原因是( )A．氢原子只有几个能级B．氢原子只发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不持续的，所以对应的光的频率也是不持续的解析：光谱中的亮线对应不同频率的光，“分立不持续亮线”对应着不同频率的光，B、C 错。

氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，而且知足E＝hν。

高中物理第十八章原子结构 4 玻尔的原子模型课时作业高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校玻尔的原子模型[A组素养达标]1．(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )A．原子处在具有一能量的态中，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，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)一频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率于电子绕核做圆周运动的频率解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对，是理论与量子化概念的结合．答案：ABC2．处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( ) A．1种B．2种C．3种D．4种解析：对于处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有3种，选项C正确．答案：C3．(多选)关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的有( )A．它彻底地否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．它完全抛弃了的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论解析：玻尔是在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁的原子模型的，故选项A错误，B正确；它的在于引入了量子化理论，缺点是过多地引入力学，故选项C错误，D正确．答案：BD4．(多选)根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大( )A．核外电子的轨道半径越大B．核外电子的速率越大C．氢原子能级的能量越大D．核外电子的电势能越大解析：根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大，电子的轨道半径就越大，A正确；核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，则半径越大，速率越小，B错误；量子数n越大，氢原子所处能级的能量就越大，C正确；电子远离原子核的过程中，电场力做负功，电势能增大，D正确．答案：ACD5．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子( )A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少解析：根据玻尔原子理论知，氢原子从高能级n＝3向低能级n＝2跃迁时，将以光子形式放出能量，放出光子后原子能量减少，故选项B正确．答案：B6.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )解析：由hν＝h cλ＝E初－E末可知该原子跃迁前后的能级差越大，对光子的能量越大，波长越短．由图知a对光子能量最大，波长最短，c次之，而b对光子能量最小，波长最长，故选项C正确．答案：C7．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，且ν1>ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将 ( )A．吸收频率为ν2－ν1的光子B．吸收频率为ν1－ν2的光子C．吸收频率为ν2＋ν1的光子D．释放频率为ν1＋ν2的光子解析：从A跃迁到B时，E A－E B＝hν1；从B跃迁到C时E C－E B＝hν2.两式相减得E C－E A＝h(ν2－ν1)．由于ν1>ν2，所以从C跃迁到A将吸收频率为ν1－ν2的光子，故B正确．答案：B8．氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，氢原子各能级的关系为E n＝1n2 E1(n＝1,2,3，…)，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留两位有效数字)解析：(1)E2＝122E1＝－3.4 eV.则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．(2)根据C24＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．设从n＝4跃迁到n＝3能级时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，代入数据解得νmin≈1.6×1014 Hz.答案：(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014 Hz[B组素养提升]9.汞原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是( )A．可能大于或于7.7 eVB．可能大于或于8.8 eVC．一于7.7 eVD．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种解析：由玻尔理论可知，轨道是量子化的，能级是不连续的，只能发射不连续的单色光，于是要发出三种不同频率的光，只有从基态跃迁到n＝3的激发态上，其能级差ΔE＝E3－E1＝7.7 eV，选项C正确．答案：C10.如图所示为氢原子的能级图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光子a；当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光子b，则下列判断正确的是( )A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的波长小于光子b的波长C．光子a的频率小于光子b的频率D．b光比a光更容易发生衍射现象解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级发射的光子能量hν1＝E4－E2＝(－0.85＋3.4) eV＝2.55 eV，从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级发射的光子能量hν2＝E3－E1＝(－1.51＋13.6)eV＝12.09 eV，显然选项A错误，C正确；因λ＝cν，故λ1>λ2，选项B、D均错误．答案：C11．如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：(1)有可能放出________种能量的光子．(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？解析：(1)N＝n n－12＝4×4－12＝6种．(2)由第四能级向第三能级跃迁时能级差最小，辐射的光子波长最长．由hν＝E4－E3，得hcλ＝E4－E3，所以λ＝hcE4－E3＝6.63×10－34×3×108[－0.85－－1.51]×1.6×10－19m≈1.88×10－6 m.答案：(1)6 (2)由第四能级跃迁到第三能级1．88×10－6m[C 组学冲刺]12．已知氢原子处于基态时，原子的能量E 1＝－13.6 eV ，电子的轨道半径为r 1＝0.53×10－10 m ；而量子数为n 的能级的能量值为E n ＝1n2E 1，半径r n ＝n 2r 1.试问(结果保留两位有效数字)：(1)若要使处于n ＝3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？(2)氢原子处于n ＝3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？(静电力常量k ＝9×109N·m 2/C 2，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)解析：(1)氢原子处于n ＝3激发态时，原子的能量为E 3＝132E 1，要使其发生电离，至少要吸收能量hνmin ＝0－E 3，则最小频率 νmin ＝－E 132h ＝13.6×1.60×10－1932×6.63×10－34 Hz≈3.6×1014Hz.(2)氢原子处于n ＝3激发态时，有k e 2r 23＝m e v 2r 3，r 3＝32r 1，则电子的动能为E k3＝12m e v 2＝ke 22r 3＝9×109× 1.6×10－1922×32×0.53×10－10J≈2.4×10－19J(或1.5 eV)，电子的势能为E p3＝E 3－E k3＝－1.5 eV －1.5 eV＝－3.0 eV ＝－4.8×10－19J.答案：(1)3.6×1014Hz (2)2.4×10－19J(或1.5 eV)－4.8×10－19J(或－3.0 eV)。

高二物理(184玻尔的原子模型)讲学稿

高二物理（18.4玻尔的原子模型）讲学稿班姓名一、学习目标1．了解玻尔原子理论的主要内容。

2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。

二、学习重点、难点重点:玻尔原子理论的基本假设难点:玻尔理论对氢光谱的解释。

三、课前预习（一）玻尔原子理论的基本假设1．玻尔理论的提出丹麦物理学家玻尔在普朗克关于黑体辐射的________和爱因斯坦关于______的概念的启发下，把微观世界中物理量取________的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说．2．玻尔的原子结构假说(1)轨道量子化电子在库仑力作用下绕原子核做__________，电子绕原子核运转的半径不是任意的，半径的大小符合__________时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转________，不产生__________．(2)能量量子化①内容：电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的______，原子的能量也是________的．②几个概念能级：________的能量值．定态：原子中具有__________的稳定状态．基态：能量______的状态．激发态：除______之外的其他状态．(3)频率条件①原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道(能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，m＞n)时，会辐射出能量为hν的光子．②辐射关系：hν＝____________称为频率条件．③原子吸收光子：处于低能量状态的原子______光子后跃迁到高能量状态，光子能量应恰好等于______________．（二）玻尔理论对氢光谱的解释1．玻尔理论对氢光谱的解释按照玻尔理论，巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和__________所处的定态轨道的量子数n和2，巴耳末公式代表的应该是电子从量子数n＝3,4,5…的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的________．并从理论上求出里德伯常量R的值，且与实验符合得很好．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．2．对气体导电时发光机理的解释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________，处于激发态的原子是__________，会自发地向__________的能级跃迁，放出光子，最终回到基态．3．对原子特征谱线的解释原子从高能态向低能态跃迁时，放出的光子的能量等于前后____________．由于原子的能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱是一些______的亮线．又因为不同原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射(或吸收)__________也不相同，所以不同元素的原子具有不同的__________．（三）玻尔模型的局限性1．玻尔理论的成功之处第一次将________引入原子领域，提出了______和______的概念，成功地解释了____________的实验规律．2．玻尔理论的局限性不能解释稍微复杂一点的原子的光谱现象，原因是过多地保留了经典理论，即保留__________的观念，把电子运动看做经典力学描述下的__________．3．电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现______的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，画出图来就像云雾一样，故称________．四、尝试体验【1】氢原子处于n＝2的激发态时能量是E2＝－3.4eV，则：(1)若要使处于n＝2的激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射处于n＝2的激发态的氢原子，则电子飞到无穷远处时的动能多大？【2】已知氢原子的能级结构如图18－4－3所示，可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV.下列有关说法错误的是()A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显着的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【3】已知氢原子的基态能量为－13.6eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量m e＝9.1×10－31kg，电量为1.6×10－19C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？五、巩固练习1．对于基态氢原子，下列说法中正确的是()A．它能吸收10.2eV的光子B．它能吸收11eV的光子C．它能吸收14eV的光子D．它能吸收具有11eV动能的电子的部分动能2．(2009·东城模拟)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是() A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．60eV3．氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢原子的()A．核外电子的电势能增大B．核外电子的动能增大C ．核外电子的转动周期变大D ．氢原子的能量增大4．氢原子从n ＝4的激发态直接跃迁到n ＝2的激发态时，发出蓝光．当氢原子从n ＝5的激发态直接跃迁到n ＝2的激发态时，可能发出的是( )A ．红外线B ．红光C ．紫光D ．γ射线图18－4－95．(2009·四川高考)氢原子能级的示意图如图18－4－9所示，大量氢原子从n ＝4的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则( )A ．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B ．氢原子从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C ．在水中传播时，a 光较b 光的速度小D ．氢原子在n ＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 6．某金属的截止频率对应的光波波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少电子伏？7．原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.60eV 动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)六、师生反思例1、氢原子处于n ＝2的激发态时能量是E 2＝－3.4eV ，则：(1)若要使处于n ＝2的激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(2)若用波长为200nm 的紫外线照射处于n ＝2的激发态的氢原子，则电子飞到无穷远处时的动能多大？解析：(1)使处于n ＝2的激发态的氢原子电离，所需电磁波的能量为ΔE ＝3.4eV ，由E ＝hν得：ν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34Hz ≈8.21×1014Hz. (2)电子动能E k ＝hcλ－ΔE＝6.63×10－34×3×108200×10－9J －3.4×1.6×10－19J ≈4.51×10－19J.答案：(1)8.21×1014Hz (2)4.51×10－19J例2、已知氢原子的能级结构如图18－4－3所示，可见光的光子能量范围约为1.62eV ～3.11eV .下列有关说法错误的是( )A ．处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B ．大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光具有显着的热效应C ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光解析：处于n ＝3能级的氢原子欲发生电离，只需吸收1.51eV 的能量即可，低于可见光的光子能量，所以可以吸收任意频率的紫外线而发生电离，A 正确；大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，放出的能量至多为1.51eV ，低于可见光的光子能量，此光处于红外线区域，具有显着的热效应，B 正确；大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出的不同频率的光为N ＝C 24＝6，能量差在可见光范围内的只有2种，C 正确、D 错误．本题应该选D.例3、已知氢原子的基态能量为－13.6eV ，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m ，电子质量m e＝9.1×10－31kg ，电量为1.6×10－19C ，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？解析：由氢原子的能级公式E n ＝E 1n 2＝－13.6n2eV ，电子的第三轨道对应n ＝3，由此得E 3＝－13.632eV ≈－1.51eV .由半径关系式r n ＝n 2r 1得r 3＝32r 1＝9×0.53×10－10m ＝4.77×10－10m. 电子绕原子核转动，库仑力充当向心力，满足ke 2r 23＝m v 2r 3则E k3＝12m v 2＝ke 22r 3＝9.0×109×(1.6×10－19)22×4.77×10－10J ≈2.42×10－19J ≈1.51eV由于E 3＝E k3＋E p3，故E p3＝E 3－E k3＝(－1.51－1.51)eV ＝－3.02eV . 答案：－1.51eV 1.51eV －3.02eV1．对于基态氢原子，下列说法中正确的是( ) A ．它能吸收10.2eV 的光子 B ．它能吸收11eV 的光子 C ．它能吸收14eV 的光子D ．它能吸收具有11eV 动能的电子的部分动能 2．(2009·东城模拟)如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠，下列说法正确的是( )A ．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光波长最短B ．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝1所发出的光频率最高C ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．11eVD ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．60eV 3．氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢原子的( ) A ．核外电子的电势能增大B ．核外电子的动能增大C ．核外电子的转动周期变大D ．氢原子的能量增大4．氢原子从n ＝4的激发态直接跃迁到n ＝2的激发态时，发出蓝光．当氢原子从n ＝5的激发态直接跃迁到n ＝2的激发态时，可能发出的是( )A ．红外线B ．红光C ．紫光D ．γ射线图18－4－95．(2009·四川高考)氢原子能级的示意图如图18－4－9所示，大量氢原子从n ＝4的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则( )A ．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B ．氢原子从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C ．在水中传播时，a 光较b 光的速度小D ．氢原子在n ＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离6．某金属的截止频率对应的光波波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少电子伏？图18－4－107．原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.60eV 动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图18－4－10所示)参考答案：自主学习一、1.量子论光子分立值 2.(1)圆周运动一定条件是稳定的电磁辐射 (2)能量量子化量子化确定能量最低基态 (3)E m －E n 吸收两定态的能级差二、1.跃迁之后光谱线 2.激发态不稳定的能量较低 3.两个能级之差分立光子频率特征谱线三、1.量子观念定态跃迁氢原子光谱 2.经典粒子轨道运动 3.概率电子云自我检测1．选ACD 由E n ＝E 1n2知，氢原子从基态跃迁到n ＝2、3、4、5，ΔE 1＝10.2eV ，ΔE 2＝12.09eV ，ΔE 3＝12.75eV ，ΔE 4＝13.06eV ，因此，它能吸收10.2eV 的光子发生跃迁，A 正确；它能吸收14eV 的光子使其电离，C 正确；电子可以通过碰撞使其部分能量被原子吸收，D 正确．2．选D 根据题意可知，这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n ＝3跃迁到n ＝2发出的光子能量最低，波长最长，A 、B 错误；从n ＝3跃迁到n ＝1发出的光子能量最高，为12.09eV ，根据爱因斯坦光电效应方程可知金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV ，所以C 错误、D 正确．3．选B 根据玻尔理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态才辐射出光子，反之会吸收光子，所以D 错误．放出一个光子后，核外电子进入低能级轨道，电场力做正功，电势能减小，A错误．由k e 2r 2＝m v 2r知，随r 变小，线速度v 变大，动能变大，B 正确．由T ＝2πrv 知，r 变小，又v 变大，所以T 变短，C 错误．4．选C 由玻尔能量理论可知，一个光子的能量等于两个能级之差，即E ＝hν.当氢原子从n ＝5的激发态直接跃迁到n ＝2的激发态时，光子的最大能量E ＝E 5－E 2＞E 4－E 2，该光子的频率大于蓝光的频率，即可能发出紫光．γ射线的频率虽然大于蓝光，但只有在原子核受到激发时才能产生．故选项C 是正确的．5．选C γ射线是原子核受激发而产生，故A 项错误；从n ＝4向n ＝3能级跃迁时辐射光子的能量小于从n ＝3向n ＝2能级跃迁时辐射光子的能量，而紫外线的能量大于可见光，所以B 项错误；由氢原子能级图可知，a 光子能量大于b 光子能量，故νa ＞νb ，而光子频率越大，在介质中的折射率越大，折射率越大，在同种介质中传播时传播速度越小，C 项正确；氢原子在n ＝2能级上需要吸收大于ΔE ＝3.4eV 的光子能量才可以发生电离，故D 项错误．6．解析：设氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级发出的光子波长为λ0，由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级所发出的光子波长为λ，则E 4－E 2＝h c λ0，并且逸出功W ＝h cλ0E 2－E 1＝h cλ根据爱因斯坦光电效应方程，光子的最大初动能为：E k ＝h c λ－h cλ0＝(E 2－E 1)－(E 4－E 2)＝2E 2－E 1－E 4＝2×(－3.4)eV ＋13.6eV ＋0.85eV ＝7.65eV.答案：7.65eV7．解析：设运动氢原子的速度为v 0，发生完全非弹性碰撞后两者的合速度为v ，损失的动能ΔE 被基态氢原子吸收．若ΔE ＝10.2eV ，则基态氢原子可由n ＝1能级跃迁到n ＝2能级，由动量守恒和能量守恒得：m v 0＝2m v ①12m v 20＝12m v 2×2＋ΔE ② 12m v 2＝13.60eV ③ 由①②③得ΔE ＝6.8eV ＜10.2eV ，所以不能使基态氢原子发生跃迁．答案：不能。

高中物理第章原子结构第4节玻尔的原子模型课后限时作业高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校第4节玻尔的原子模型1．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1, 从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )A．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1 D．辐射光子的能量为hν2－hν1D解析由题意可知E m－E n＝hν1，E k－E n＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2＞ν1，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k 跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为E k－E m＝hν2－hν1，选项D正确．2．(多选)关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是( )A．它彻底否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．它完全抛弃了的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论BD解析玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，选项A错误，B正确；它的就在于引入了量子化理论，缺点是被过多引入的力学所困，选项C错误，D正确．3．处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λ1，λ2，λ3的三种单色光，且λ1＞λ2＞λ3，则照射光的波长为( )A．λ1B．λ1＋λ2＋λ3C．λ2λ3λ2＋λ3D．λ1λ2λ1＋λ2D解析能放出三种光，说明此时氢原子处在第3能级，从第3能级跃迁到基态时放出光子能量为E＝hcλ3或者E＝hcλ1＋hcλ2.能使处于基态氢原子跃迁的光子能量和第3能级与基态之间能级差相．故有hcλ＝hcλ3，λ＝λ3，或者hcλ＝hcλ1＋hcλ2，此时照射光的波长为λ1λ2λ1＋λ2，选项D正确．4．如图所示画出了氢原子的4个能级，处在n＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出的光电子总共有( ) A．两种B．三种C．四种D．五种C解析从n＝4能级向低能级跃迁时辐射的光子有6种，这6种中只有4→3、3→2的能级差小于2.22 eV，其他4种光子的能量都大于2.22 eV，都可使金属钾发生光电效，选项C 正确．5．(多选)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，下列说法正确的是( )A ．氢原子的能量增加B ．氢原子的能量减少C ．氢原子要吸收一频率的光子D ．氢原子要放出一频率的光子BD 解析氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当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，原子的能量减少，氢原子要放出一频率的光子，选项B 、D 正确．6．许多物质在紫外线照射下能发出荧光，紫外线照射时，这些物质的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE 1和ΔE 2，则下列说法正确的是( )A ．两次跃迁均向高能级跃迁，且ΔE 1＞ΔE 2B ．两次跃迁均向低能级跃迁，且ΔE 1＜ΔE 2C ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且ΔE 1＞ΔE 2D ．先向低能级跃迁，再向高能级跃迁，且ΔE 1＜ΔE 2C 解析第一次跃迁是吸收紫外线光子，第二次跃迁是放出可见光光子．由于hν1＞hν2，故ΔE 1＞ΔE 2，选项C 正确．7．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1C 解析处于第一激发态时n ＝2，故其能量E 2＝E 14，电离时释放的能量ΔE ＝0－E 2＝－E 14，而光子能量ΔE ＝hc λ，则解得λ＝－4hcE 1，选项C 正确，A 、B 、D 错误．8．如图所示为氢原子能级示意图的一，则氢原子( )A ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级比从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出电磁波的波长长B ．从n ＝5能级跃迁到n ＝1能级比从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级辐射出电磁波的速度大C ．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一向外放出能量A 解析光子能量E ＝hν＝hcλ，而E 4－3<E 3－2，故λ4－3>λ3－2，选项A 正确；由于光波的波速由介质和频率共同决，且在真空中传播时与频率无关，选项B错误；电子在核外不同能级出现的概率是不同的，选项C 错误；能级跃迁是核外电子在不同轨道间的跃迁，与原子核无关，选项D 错误．[能力提升]9．有两个质量为m 的均处于基态的氢原子A 、B ，A 静止，B 以速度v 0与它发生碰撞．已知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子．若氢原子碰撞后放出一个光子，已知氢原子的基态能量为E 1 (E 1<0)．则速度v 0至少为( )A ．－E 1m B ．－2E 1m C ．－3E 1mD ．－4E 1mC 解析在完全非弹性碰撞中，由动量守恒律有mv 0＝2mv ，可得到碰撞过程损失的最大动能为ΔE ＝12mv 20－12·2mv 2，由能级跃迁知识得ΔE 至少为由n＝2的能级跃迁至基态时的能量变化，则ΔE ＝E 2－E 1＝－34E 1，联立解得v 0＝－3E 1m，选项C 正确．10．如果大量氢原子处在n ＝4的能级，可能有几种频率的光辐射出来？其中频率最大的光是氢原子在哪两个能级间跃迁时发出来的？( )A ．4种，其中频率最大的光是氢原子从n ＝4能级到n ＝1能级跃迁时发出B ．6种，其中频率最大的光是氢原子从n ＝4能级到n ＝1能级跃迁时发出 C ．4种，其中频率最大的光是氢原子从n ＝4能级到n ＝3能级跃迁时发出 D ．6种，其中频率最大的光是氢原子从n ＝4能级到n ＝3能级跃迁时发出B 解析大量氢原子处在n ＝4的能级，可能有C 24＝6种频率的光辐射出来，根据玻尔理论，频率最大的光对着能级差最大的能级间的跃迁，即是氢原子从n ＝4能级到n ＝1能级跃迁时发出的，选项B 正确．11．若有一静止的氢原子从n ＝2的激发态跃迁到基态．已知光子动量p与能量E 之间满足关系式p ＝E c，元电荷e ＝1.6×10－19C ，光速c ＝3×108m/s.求：(1)放出光子的能量；(2)放出光子时氢原子获得的反冲动量大小．解析 (1)跃迁释放光子能量E ＝E 2－E 1＝－34E 1＝10.2 eV ．(2)光子能量p ＝E c＝5.44×10－27kg·m/s，根据动量守恒，反冲动量与光子动量大小相，方向相反，即p ′＝p ＝5.44×10－27kg·m/s．答案 (1)10.2 eV (2)5.44×10－27kg·m/s12．将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射处于n ＝2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，电子质量m e ＝0.91×10－30kg ，氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)解析 (1)n ＝2时，E 2＝－13.622eV ＝－3.4 eV ， n ＝∞时，E ∞＝0，要使n ＝2的氢原子电离，电离能 ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eV ，ν＝ΔE h≈8.21×1014Hz ．(2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量为E 0＝hν1＝h cλ1＝9.945×10－19 J ，电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19J ＝5.44×10－19J ，由能量守恒得E 0－ΔE ＝12m e v 2，代入数值解得v ＝9.95×105m/s ．答案 (1)8.21×1014Hz(2)9.95×105m/s。