对点PPT:玻尓理论和能级跃迁
4-4 第2课时玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级跃迁( 课件高中物理人教版(2019)选择性必修三
巴 耳 末 系
氢原子能级跃迁与光谱图
玻尔理论与巴耳末公式
请同学们用这几个公式推出巴耳末公式
结果与实验值符合的很好
玻尔理论与巴耳末公式
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
n=2n=1 n=3 n=4
n=5
n=6
玻尔理论与巴耳末公式
Hδ
Hγ
巴尔末系氢吸收光谱
n=2 n=1 n=3 n=4 n=5
n=6
Hβ Hα
玻尔理论解释气体导电发光
光子的发射和吸收
注意一群原子和一个原子
氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能 的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的 情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外 电子跃迁时就会有各种情况出现
注意直接跃迁与间接跃迁
原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁 ,有时可能是间接跃迁。两种情况的辐射(或吸收)光子的频率不同 ,但都满足频率条件
电子从低能级(如基态)向高能 级(如第一激发态)跃迁时,需 要吸收能量
若给它10.1eV的能量,电子能否 发生跃迁?
不能
若给它13.6的能量,电子将会如 何运动?大于13.6eV的能量呢?
光子的发射和吸收
原子发光现象:原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程,是
辐射能量的过程,这个能量以光子的形式辐射出去,这就是原子发光现象。
问题与练习 如图,用玻尔理论解释,当巴耳末公式n=5时计算出的氢原子 光谱的谱线,是哪两个能级之间的跃迁造成的?
根据巴耳末公式,n=5时计算出的氢原 子光谱的谱线是量子数为5的能级跃迁 到量子数为2的能级形成的
问题与练习 请用玻尔理论解释:为什么原子的发射光谱都是一些分立的亮线?
高中物理速成技巧:光电效应与能级跃迁(PPT讲解版)
答案解析2
答案解析:根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W0可知,逸出的光 电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,A正确; 由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值,才能产生光电 效应,B错误;光电子的动能与入射光的频率和金属的种类以及逸出 的方式有关,因此光电子的动能不一定都相同,C错误; 能否发生光电效应与入射光的强度无关,与入射光的光子频率、光 子能量有关,D正确。
答案解析3
答案解析:光既具有波动性,又具有粒子性,但它又不同于宏观观念中 的机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现,是同 一客体的两个不同侧面、不同属性,我们无法用其中的一种性质去说明 光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性。
PART 3
回顾落实
DREAM OF THE FUTURE
2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大; (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3.定量分析时应抓住三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。 (2)最大初动能与遏止电压的关系:Ek =eUc 。 (3)逸出功与极限频率的关系:W0=hν0
光电效应与能级跃迁
经典例题2
(多选)关于光电效应的产生以及现象,下列描述正确的是(ꢀꢀ) A.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 B.对某金属来说,入射光波长必须大于一极限值,才能产生光电效应 C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同 D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,一定是入射光的光子 能量太小
光电效应与能级跃迁
大致框架
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电效应说明光具有粒子性。
能级跃迁课件
• 能级跃迁理论概述 • 能级跃迁的分类 • 能级跃迁的实例 • 能级跃迁的影响因素 • 能级跃迁的实现路径 • 能级跃迁的未来展望
目录
Part
01
能级跃迁理论概述
能级跃迁的定义
能级跃迁
原子中的电子在不同的能级上运动,当电子从高能级向低能级跃迁时,会释放出一定频 率的光子。反之,当电子从低能级向高能级跃迁时,需要吸收一定频率的光子。
压力
压力变化会影响气体分子 的密度和碰撞频率,从而 影响能级跃迁的概率。
电磁场
电磁场可以与分子产生相 互作用,影响分子的能级 分布,从而影响能级跃迁 。
内部因素
分子结构
分子内部的结构决定了分 子的振动和转动能级,从 而影响能级跃迁。
量子力学效应
在微观尺度上,量子力学 效应对能级跃迁有重要影 响。
多能级体系
Part
05
能级跃迁的实现路径
提升自我认知
STEP 01
自我认知
STEP 02
职业定位
了解自己的优势、劣势、 价值观、兴趣和目标,以 便更好地规划职业发展。
STEP 03
行业洞察
了解所在行业的发展趋势 和未来方向,以便更好地 把握机会和应对挑战。
明确自己的职业定位,了 解自己在职场中的价值和 位置。
02
智能化水平提升
未来能级跃迁将进一步提高智能化水平,利用人工智能、大数据等技术
手段实现能源系统的智能化管理和调控,提高能源利用效率和安全性。
03
可持续发展
未来能级跃迁将更加注重可持续发展,推动能源行业与生态环境、社会
经济的协调发展,为实现全球可持续发展目标作出贡献。
增强自我能力
专业技能
分子的运动对应于电子能级振动能级和转动能级三种能级ppt
转动能级对分子运动的影响
01
转动能级是分子绕其质心的旋转运动能级,其运动状态的变化 会影响分子的光学性质和对称性。
02
转动能级的改变往往是由外界的热力学条件或磁场引起的,其
运动状态的变化会影响分子的旋光性和反应选择性。
转动能级的运动状态还会影响分子间的相互作用,如范德华力
03
、氢键等。
05
分子运动与化学反应
2
电子能级通常用符号“E”表示,单位为电子伏 特(eV)。
3
电子能级是描述分子中电子状态的重要参数之 一,与分子的化学性质和物理性质密切相关。
电子能级的分类
01
02
03
根据波尔理论,电子能级可以分为离 散能级和连续能级两类。
离散能级是指电子在原子核周围运动 的轨道,每个轨道对应一个能级。
连续能级是指电子在原子核周围运动 时,其能量连续分布的区域。
缩振动和弯曲振动的能量的组合。
振动能级通常被表示为量子化的能级,这是因为分 子的振动过程是量子化的,即只能以特定的离散频
率进行。
振动能级的能量水平通常与分子振动频率有关, 而振动频率则取决于分子的刚性和质量分布。
振动能级的分类
根据分子的振动形式,振动能级可以分为伸缩振动能级 和弯曲振动能级。
伸缩振动能级是指分子在键长方向上的振动,这种振动 方式通常具有较高的频率。
刚性是指分子内部原子之间的固定连接,速度则是指分子旋转 的速度。
转动能级通常可以通过光谱学方法进行测量,例如红外光谱和 拉曼光谱等。
转动能级的分类
根据分子的结构和旋转速度,转动能级可以分为多个不同的类别。
对于刚性分子,其转动能级可以分为连续和离散两类。连续转动能级是指分子在旋转过程中不断改变 其构象,而离散转动能级则是指分子在旋转过程中保持其构象不变。
玻尔的原子模型 能级(28张)(课堂PPT)
基态:能量最低的状态(离核最近)
激发态:其他的状态
5 4
3
量
2
EEE345
激发态
E2
3
2v
1
m
r
子
数
1
E1
——基态
能级图
轨道图 5
光子的发射和吸收
基
吸收光子 (电子克服库仑引力做功增大电势能,
原子的能量增加)
激
态
跃迁
发
辐射光子
(电子所受库仑力做正功减小电势能,
态
原子的能量减少)
6
针对原子光谱是线状谱提出
21
3. 一群原子和一个原子的跃迁问题
氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时 刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内, 由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有 一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原 子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现.
对于量子数为n的一群氢原子,向较低的激发态 或基态跃迁时,可能产生的谱线条数为
2.4 玻尔的原子模型 能级
1
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的枣 糕模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
汤姆孙的枣 糕模型
卢瑟福的核 式结构模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
? 建立 2
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值.
e c
a
Oo
bd
U1 U2 U3 U4 U5 U6
夫兰克—赫兹管的IA~UG2K曲线
UG2K
波尔的原子模型课件
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=nn2-1=C2n.
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,发射光子的频率由下式决定.
hν=Em-En(Em、En 是始末两个能级且 m>n) 能级差越大,放出光子的频率就越高.
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
特别提醒 (1)处于基态的原子是稳定的,而处于激发态的原子是不稳定的. (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应,轨道半径大,原子的能 量大,轨道半径小,原子的能量小.
典例精析 (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
2.能量量子化:与轨道量子化对应的能量不连续的现象. 电子在可能轨道上运动时,尽管是变速运动,但它并不释放能量, 原子是稳定的,这样的状态也称之为定态. 由于原子的可能状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续 的,这样的能量形式称为能量量子化.
3.频率条件 原子从一种定态(设能量为 E2)跃迁到另一种定态(设能量为 E1)时, 它辐射或吸收一定频率的光子,光子的频率由这两种定态的能量差决 定,即 hν=E2-E1. 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“跳迁”到另一个轨道上.玻尔 将这种现象称作电子的跃迁. 总而言之:根据玻尔的原子理论假设,电子只能在某些可能轨道 上运动,电子在这些轨道上运动时不辐射能量,处于定态.只有电子 从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量,辐射的能量是一份一 份的,等于这两个定态的能量差.这就是玻尔理论的主要内容.
高二物理选修课件第十八章氢原子光谱
数据分析
对实验得到的光谱数据进 行处理和分析,可以得到 氢原子的能级结构、跃迁 规则等信息。
02
玻尔理论与氢原子光谱
玻尔理论对氢原子光谱解释
能级跃迁
玻尔理论提出氢原子内部存在分 立的能级,电子在不同能级间跃 迁会吸收或发射特定频率的光子 ,形成氢原子光谱。
谱线规律
根据玻尔理论,氢原子光谱的谱 线遵循特定的规律,如巴尔末公 式等,这些规律反映了氢原子内 部能级结构的特征。
激光特性
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特性。其中,高亮度使得激光能够在很小的区域内产生极高 的能量密度;高方向性使得激光能够沿特定方向传播很远的距离而不发散;高单色性使得激光的频率非常稳定, 可以用于精密测量和光谱分析;高相干性使得激光能够产生干涉和衍射等光学现象。
激光在氢原子光谱实验中应用
斯塔克效应表现
当氢原子处于外电场中时,其能级也会发生 分裂,导致光谱线的分裂。与塞曼效应不同 的是,斯塔克效应的分裂与电场的强度和方 向有关。在氢原子光谱中,斯塔克效应会导 致谱线发生更为复杂的分裂和偏移。
06
总结与展望
本章内容回顾与总结
氢原子光谱的基本概念
氢原子光谱的实验研究
介绍了氢原子光谱的定义、产生原理以及 其在物理学中的重要地位。
详细阐述了氢原子光谱的实验方法、观测 手段以及实验数据的处理和分析方法。
氢原子光谱的理论解释
氢原子光谱的应用
深入探讨了氢原子光谱的理论模型,包括 玻尔模型、量子力学模型等,以及这些模 型对氢原子光谱的解释和预测。
介绍了氢原子光谱在天体物理、化学、材 料科学等领域的应用,以及其在科学研究 和技术应用中的重要意义。
玻尔模型与量子力学关系
【教科版选修3-5】高中物理:2.4《玻尔的原子模型、能级》ppt课件
2.能级:在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,对应 的能量也是不连续的,即原子的能量是_量__子__化__的,这些 量子化的能量值叫做_能__级__.
基态:能量最低的状态叫做_基__态__.
激发态:除基态之外的其他能量状态叫做_激__发__态__.
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4
3.氢原子的能级 E1
原子各能级的关系为 En=__n_2_ (n=1,2,3……),
变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳定的,原子
在不同状态有不同的能量,所以原子的能量也是量子化
的.
(2)基态:原子最低的能量状态称为基态,对应的电子在离
核最近的轨道上运动,氢原子基态能量E1=-13.6 eV. (3)激发态:较高的能量状态称为激发态,对应的电子在离
核较远的轨道2E1(E1=-13.6 eV,n=1,
所在区域.
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针对训练 如图2-4-4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
()
图2-4-4
答案 C
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解析 由 hν=hλc =E 初-E 末可知该原子跃迁前后的能级
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一、对玻尔理论的理解 1.轨道量子化
(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值. (2)氢原子的电子最小轨道半径为r1=0.053 nm,其余轨道 半径满足rn=n2r1,式中n称为量子数,对应不同的轨道, 只能取正整数.
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2.能量量子化
(1)不同轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做
2019_2020学年高中物理第2章4玻尔的原子模型能级课件教科版选修3_5
【例 2】 (多选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态 的氢原子,观测到了一定数目的光谱线.调高电子的能量再次进行 观测,发现光谱线的数目比原来增加了 5 条.用 Δn 表示两次观测中 最高激发态的量子数 n 之差,E 表示调高后电子的能量.根据氢原 子的能级图(如图所示)可以判断,Δn 和 E 的可能值为( )
栏目导航
分析原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子:氢原子核外只有一个电子,在某 段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,只能出现所有可能情 况中的一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外 电子跃迁时就会有各种情况出现.
栏目导航
(2)注意直接跃迁与间接跃迁:原子从一种能量状态跃迁到另一 种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁.两种 情况辐射或吸收光子的频率不同.
(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,所以量子数越大,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,n=1 是原子的 基态,n→∞是原子电离时对应的状态.
(1)玻尔的原子结构理论认为电子的轨道是量子化的. (√ )
(2)电子吸收某种频率的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的
能量态.
(√ )
栏目导航
(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁.
(× )
(4)氢原子能级的量子化是氢光谱不连续的成因.
(√ )
(5) 玻 尔 理 论 能 很 好 地 解 释 氢 光 谱 为 什 么 是 一 些 分 立 的 亮 线 .
玻尔的原子模型能级ppt课件
解析:选B.玻尔依据经典物理在原子结构问题 上遇到的困难,引入量子化观念建立了新的原 子模型理论,主要内容为:电子轨道是量子化 的,原子的能量是量子化的,处在定态的原子 不向外辐射能量,解决了原子遇到的问题.由 此可知B正确.
二、原子跃迁注意的几个问题
1.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.
5.跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变 化
当轨道半径减小时,库仑引力做正功,原子的 电势能Ep减小,电子动能增大,原子能量减小 向外辐射能量.反之,轨道半径增大时,原子 电势能增大,电子动能减小,原子能量增大, 从外界吸收能量.
即时应用(即时突破,小试牛刀) 2.氢原子的能级图如图2-4-2所示,欲使一 处于基态的氢原子释放一个电子而变成氢离子, 氢原子需要吸收的能量至少是( )
【答案】 AD
变式训练1 (2010年高考重庆理综卷)氢原子部 分能级的示意图如图2-4-4所示.不同色光的 光子能量如下表所示.
色光 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫
光子能量 范围(eV)
1.61 2.00 2.07 2.14 ~ ~~~ 2.00 2.07 2.14 2.53
2.53 ~ 2.76
2.76 ~ 3.10
4.一个原子和一群原子 氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只 能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某 一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种, 但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核 外电子跃迁时就会有各种情况出现了.即:一群氢 原子处于量子数为 n 的激发态时,可能辐射出的光 谱条数为 N=nn2-1=C2n,而一个氢原子处于量子 数为 n 的激发态上时,最多可辐射出 n-1 条光谱线.
60玻尔理论、能级跃迁
—— 中 山 华 附
1 N C n(n 1) 2
2 n
高 中 物 理
中 山 华 附
例1:一群氢原子处于n=4的激发态,当它们自发 地跃迁到较低的能级时,下列判断中错误的是: ( BD ) A.可能辐射出六种不同频率的光子 B.从n=4的能级直接跃迁到n=1的能级时释 放出波长最长的光子 C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时释放出 频率最低的光子 D.从n=2的能级跃迁到n=1的能级时释放出 波长最长的光子
——
高 中 物 理
你从能级图中发现了什么规律? (1)左侧是量子数;右 侧是能级 (2)随量子数的增加原 子的能量增大,图中轨道 的距离与能级差成正比。
(E2 E1 ) (E3 E2 ) (E4 E3 ) .......
(3)任意两个轨道的能级之差等于中间相邻轨 道的能级差之和。
——
高 中 物 理
例2:根据玻尔理论,氢原子由外层轨道跃 迁到内层轨道后( D ) A.原子的能量增加,电子的动能减小 B.原子的能量增加,电子的动能增加 C.原子的能量减小,电子的动能减小 D.原子的能量减小,电子的动能增加
—— 中 山 华 附
——
高 中 物 理
2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢 原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨 道上运动时的能量(包括动能和势能)公式: 2 n=1,2,3…… 轨道半径:r n n r 1
能
E1 量: En 2 n
n=1,2,3……
中 山 华 附
式中r1、E1、分别代表第一条(即离核最近的) 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,叫能量量 子数。以上两个公式只适合于氢原子,对其它 的原子不成立
对点PPT:玻尓理论和能级跃迁
E4 E3 0.66 eV E4 E2 2.55 eV 可见光 E4 E1 12.75 eV
解题指导: (1)熟练掌握跃迁的规律
(2)理解一些概念: 电离、红外线、 E E 1.89 eV 可见光 3 2 紫外线等
E3 E1 12.09 eV E2 E1 10.2 eV
激发态 基态
知识链接
(3)跃迁假设 n4 E4 n3 E3
帕邢系 放出能量 巴尔末系
n2 E2
吸收能量
hv
赖曼系
n1 E1
hv E m E n hv E m E n
解题时注意一个与一群的区别
二、玻尔理论对氢原子光谱的解释 三、玻尔原子模型的局限性 玻尔理论只能解释氢原子光谱, 而对外层电子较多的 原子, 理论和实际相差很多, 玻尔理论不再成立
目标引领
1、理解玻尔理论的三大假设
2、会利用玻尔理论解决能级跃迁问题
知识链接
一、玻尔原子模型的内容 (1)轨道量子化 电子运行轨道的半径不是任意的,只能取一 系列不连续的值,电子在这些轨道上是稳定 的,不产生辐射
氢原子:
r1
r2
r3
r1 0.053 nm r2 0.212 nm
1、理解玻尔理论的三大假设以及对氢原子光谱的解释
2、解题时注意跃迁理论的应用
典例分析
例3:欲使处于基态的氢 原子激发,下列措施可 行的是( ACD) A.用10.2eV的光子照射 B.用11eV的光子照射 C.用14eV的光子照射 D.用11eV的电子碰撞
审题与解析:
基态氢原子激发→从基态向上跃迁 A选项: B选项:
10.2 eV E2 E1 11 eV E2 E1
(3)玻尔理论和能级跃迁
(3) 玻尔理论和能级跃迁. 2012-4-3命题人:邓老师 学号________. 姓名________.1. 普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元.人们在解释下列哪组实验现象时,都利用了“量子化”的观点( )A.光电效应现象氢原子光谱实验B.光电效应现象α粒子散射实验C.光的折射现象氢原子光谱实验D.光的折射现象α粒子散射实验2. 如图所示,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,在这些光子中,波长最长的是( ) A.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3. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2.那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( ) A.发出波长为λ1-λ2的光子B.发出波长为1212λλλλ-的光子C.吸收波长为λ1-λ2的光子D.吸收波长为1212λλλλ-的光子4. 图中画出了氢原子的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2.22eV .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5. 以下说法正确的是( )A.当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时,发射出光子B.光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性C.原子核的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子越稳定 6. 如图所示,1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级.用以下能量的光子照射基态的氢原子时,能使氢原子跃迁到激发态的是( )A.1.51eVB.3.4eVC.10.2eVD.10.3eV7. 一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁,发出的光以相同的入射角θ照射到一块平行玻璃砖A 上,经玻璃砖A 后又照射到一块金属板B 上,如图所示,则下列说法正确的是( )A.入射光经玻璃砖A 后会分成相互平行的三束光线,从n=3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A 后的出射光线与入射光线间的距离最大B.在同一双缝干涉装置上,从n=3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄C.经玻璃砖A 后有些光子的能量将减小,有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射D.若从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好能使金属板B 发生光电效应,则从n=2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B 发生光电效应8. 氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) 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9. 氦原子的一个核外电子被电离,会形成类似氢原子结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E 1=-54.4eV ,氦离子能级的示意图如图所示.可以推知,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.40.8eV B.43.2eV C.51.0eV D.54.4eV1 2 3 4 ∞n -13.-3.4 -1.5-0.80 E/eV -13.60 -1.51 -0.85 -3.40 0 1 2 3 4 ∞n E/eV10. 下列关于氢原子关谱的说法中,正确的是( )A.氢原子光谱是连续的B.氢原子光谱是线状的C.利用连续光谱可进行光谱分析D.氢原子内部的能量是不连续的11. 用光照射处在基态的氢原子,有可能使氢原子电离.下列说法中正确的是( ) A.只要照射光的光强足够大,就一定可以使氢原子电离 B.只要照射光的频率足够高,就一定可以使氢原子电离 C.只要照射光的波长足够长,就一定可以使氢原子电离 D.只要光照的时间足够长,就一定可以使氢原子电离12. 如图所示为氢原子的能级示意图,一个氢原子处于基态,吸收1个光子后氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中能向外发出光子,用这些光子照射逸出功为2.49eV 的金属钠,下列说法正确的是( ) A .吸收的光子能量为12.75eV B.可能发出6种不同频率的光子C.可能发出的光子中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最小D.金属钠表面所发出光电子的初动能最大值为10.26eV13. 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.可能吸收一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条暗线 B.只能吸收一定频率的光子,形成光谱中的一条暗线C.可能发出一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条明线D.只能发出一定频率的光子,形成光谱中的一条明线14. 如图所示为氢原子的能级示意图,用能量为12.3eV 的粒子束去撞击一群处于n=1的氢原子,在跃迁的过程中向外发出光子,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.这群氢原子能发出三种频率不同的光,其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C.用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠,发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD.用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠,发出的光电子的初动能最大值为9.60eV15. 图示为氢原子的能级图,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的不同波长有多少种?( )A.15种B.10种C.4种D.无数种16. 氢原子的能级如图所示,现让一束单色光照射大量处于基态的氢原子,氢原子只发出三种不同频率的色光.照射光光子的能量是( ) A.13.6eV B.3.4eV C.12.09eV D.10.2eV17. 能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A.光电效应实验 B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现18. 已知氢原子的能级公式为:12nE E n =,其中113.6eV E =-.现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受照射后的氢原子能自发地发出3种不同频率的光,则该照射单色光的光子能量为( ) A.13.6eV B.12.75eV C.12.09eV D.10.2eV19. 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能级向n =3能级跃迁,吸收的光子波长为λ2;氢原子从n =3能级向低能级跃迁时,所辐射光子的波长可能为( )A.λ1B.λ2C.λ1+λ2 D λ1λ2λ1+λ220. 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v 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( )n =4 n =3 n =2 n =1 -0.85eV -13.60eVn =5-0.54eV n =4 n =3 n =2 n =1-1.51eV -0.85eV -13.60eV -3.40eVn =5-0.54eV 12 34 ∞n -- 3.4- - 0 E /eVB.由n=2的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC.由n=3的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量等于6.4ED.由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的频率大于v21. 如图所示为氢原子在n=1,2,3,4各个能级的能量,一群处于n=4能级的氢原子,当它们回到n=1能级的过程中,以下说法中确定的是( )A.可能发出3种不同频率的光B.可能发出6种不同频率的光C.可能发出的光子的最大能量为12.75eVD.可能发出的光子的最小能量为0.85eV22. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子.例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子,已知铬原子的能级公式可简化表示为2/n A E n -=,式中n=l,2,3,…表示不同能级,A 是正的已知常数,上述俄歇电子的动能是( ) A.16/3A B.16/7A C.16/11A D.16/13A23. 如图所示为氢原子的能级示意图,一个氢原子处于基态,吸收1个光子后氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中能向外发出光子,用这些光子照射逸出功为2.49eV 的金属钠,下列说法正确的是( ) A.吸收的光子能量为12.75eV B.可能发出6种不同频率的光子C.可能发出的光子中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最小D.金属钠表面所发出光电子的初动能最大值为10.26eV24. 下图为氢原子的能级示意图,图中①.②.③分别表示氢原子由所处激发态向低能级的跃迁,跃迁时所发射的光子的频率和波长分别为ν1.ν2.ν3和λ1.λ2.λ3。
原子的能级分布和跃迁PPT课件
1s2 2s2 2 p6 3s
1s2 2s2 2 p6
这10原子称原子实。原子实以外 的电子称为价电子,可以被激发
n≥3的激发态的钠原子电子组态为
(1s2 2s2 2 p6 3p) (1s2 2s2 2 p6 3d) (1s2 2s2 2 p6 4s) 等等
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4.原子态的标记
由于原子中电子的轨道角动量与自旋角动量之间的相互作 用,原子的同一电子组态可以形成不同的原子组态。(以两个 电子为例来说明)
对同一个 n ,角动量有n个不同的值但能量相同,代表
轨道的形状和轨道角动量,这也同电子的能量有关.对于l=0, 1,2,3等的电子顺次,依次用字母s、p、d、f 来表示,通常
称 s电子、p电子
3.
磁量子数
ml
( 0,±1, ± 2,……. , ± l )
Lz ml
代表轨道在空间的可能取向,即轨道角动量在某一特殊
一个原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同 的状态
或说 一个原子内不可能有四个量子数完全相同的电子 或说 不可能有两个或两个以上的电子处于同一个量子态 电子填充各壳层的次序是:
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s…
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2.能量最低原理 “电子优先占据最低能态”
则对应于电子的一种状态
每个状态用量子数 n , l , ml ms
来描述
1
第2页/共19页
能级: 粒子的内部能量值
高能级: 能量较高的能级 低能级: 能量较低的能级
基能级: 能量最低的能级
(相应的状态称基态) 激发能级: 能量高于基能
级的其它所有能级(相应 状态称激发态)
课件2:4.4 第2课时 玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级跃迁
的动能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于两能级的能量差值
(E=En-Ek),就可使原子发生能级跃迁。
点睛: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。
例4 玻尔首先提出能级跃迁,如图所示为氢原子的能级图,现有大量处于n=3能级
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。
3. 解释氢原子光谱的不连续性
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。
4. 解释不同原子具有不同的特征谱线
第四章
原子结构和波粒二象性
4 第2课时 玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级跃迁
知识梳理
氢
原
子
n 量子数
∞
5
4
3
2
能
能级 E/eV
0
-0.54
-0.85
布喇开系
-1.51 激发态
帕邢系
巴耳末系
量子数
-3.4
n=3
n=2
级
图
莱曼系
1
电子
n=1
-
+
原子核
-13.6 基态
一、玻尔理论对氢光谱的解释
1. 解释巴耳末系公式
的氢原子向低能级跃迁,下列说法正确的是(
)
A.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子
B.氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光波长最长
学案1:4.4 第2课时 玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级跃迁
4.4 第2课时玻尔理论对氢光谱的解释氢原子能级跃迁【学习目标】1.能用玻尔理论解释氢原子光谱.了解玻尔理论的不足之处和原因.2.进一步加深对玻尔理论的理解,会计算原子跃迁过程中吸收或放出光子的能量.3.知道使氢原子电离的方式并能进行有关计算.【知识梳理】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:(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)时辐射的光子的能量为________.(2)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________的量子数n 和2.并且理论上的计算和实验测量的________符合得很好.3.解释气体导电发光:通常情况下,原子处于________,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到________,处于激发态的原子是________的,会自发地向能量较低的能级________,放出________,最终回到基态.4.解释氢原子光谱的不连续性: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________,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.解释不同原子具有不同的特征谱线:不同的原子具有不同的结构,________各不相同,因此辐射(或吸收)的________也不相同.拓展:玻尔原子模型的意义与不足.(1)玻尔原子模型的意义①正确地指出原子能级的存在(原子能量量子化);②正确地指出定态和角动量量子化的概念;③正确地解释了氢原子及类氢离子光谱.(2)玻尔原子模型的不足①无法解释比氢原子更复杂的原子的光谱现象;②把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的;③是半经典半量子理论,存在逻辑上的缺点,即把微观粒子看成是遵守经典为学的质点,同时,又赋予它们量子化的特征.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________引入原子领域,提出了__________和________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________的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的________.3.电子云:原子中电子的坐标没有____的值,我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的____是多少,如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率,画出图来就像云雾一样,故称________.【课堂探究】要点一 玻尔理论与氢原子的跃迁规律1.跃迁:(1)能量差决定因素:原子从一种定态(设能量为E m )跃迁到另一种定态(设能量为E n )时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,高能级E m =发射光子hν=E m -E n 吸收光子hν=E m -E n低能级E n . (2)跃迁特点: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.2.两类跃迁规律(1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发出光子.光子的频率ν=ΔE h =E 高-E 低h. (2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量.①光照(吸收光子):光子的能量必须恰等于能级差hν=ΔE .②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可.E 外≥ΔE .能级跃迁时应注意的问题①直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁,两种情况下辐射(或吸收)光子的频率不同.题型1 氢原子的跃迁规律例1 已知类氢结构氦离子(He +)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论知( )A .氦离子(He +)处于n =1能级时,能吸收45 eV 的能量跃迁到n =2能级B .大量处于n =3能级的氦离子(He +)向低能级跃迁,只能发出2种不同频率的光子C .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级比从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出光子的波长大D .若氦离子(He +)从n =2能级跃迁到基态,释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n =4能级跃迁到n =2能级释放的光子一定也能使该金属板发生光电效应②一个原子和一群原子氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果是大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了,即:一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱条数为N =n (n -1)2=C 2n ,而一个氢原子处于量子数为n 的激发态上时,最多可辐射出(n -1)条光谱线.③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;而只要大于电离能的任何光子的能量都能被吸收.题型2 跃迁过程中的原子的能量问题例2 根据波尔理论,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,电子的动能增加点睛:①吸收光子,原子由基态跃迁到激发态,能量增加,但电子的动能减少,电势能增加. ②放出光子,原子由激发态跃迁到低能级,能量减少,电子的动能增加,电势能减少.【课堂达标】1.氢原子能级示意图如图所示.氢原子由高能级向低能级跃迁时,从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应,则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中共有几种光子能使该金属发生光电效应()A.2 B.3 C.4 D.82.(多选)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.54.4 eV(光子) B.50.4 eV(光子)C.48.4 eV(电子) D.42.8 eV(光子)3.一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级,该氢原子()A.吸收光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.放出光子,能量增加D.吸收光子,能量减少4.大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线,其中最长和最短波长分别为λ1和λ2,则该激发态与基态的能量差为________,波长为λ1的光子的动量为________.(已知普朗克常量为h,光速为c)【参考答案】【知识梳理】一、2.(1)hν=E 3-E 2 (2)定态轨道 里德伯常量3.基态 激发态 不稳定 跃迁 光子4.两个能级差 分立 分立5.能级 光子频率二、1.量子观念 定态 跃迁2.经典粒子 轨道运动3.确定 概率 电子云【课堂探究】要点一例1 【解析】 A 错:由hν=E 2-E 1,得,吸收光子能量为40.8 eV.B 错:大量处于n =3能级的氦离子跃迁发出N =C 23=3种光子.C 对:由hν=E n -E m ,E Ⅰ=E 4-E 3<E Ⅱ=E 3-E 2,故E Ⅰ光子的波长应大于E Ⅱ光子的波长.D 错:E Ⅲ=-13.6 eV -(54.4 eV)=40.8 eV ,E Ⅳ=-3.4 eV -(-13.6 eV)=10.2 eV<E Ⅲ,故E Ⅳ光子不一定能使金属板发生光电效应.【答案】 C例2 【解析】 电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,放出光子,总能量减小;由kQq r 2=m v 2r可知,半径越小,动能越大.【答案】 D【课堂达标】1.【解析】氢原子由n =4能级跃迁到n =2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应,则从n =4→n =1、n =3→n =1、n =2→n =1、n =4→n =2能级差大于或等于从n =4到n =2的能级差,则有4种光子能使该金属发生光电效应.【答案】C2.【解析】由玻尔理论知,基态的氦离子要实现跃迁,入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差,因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收;而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差,均可能被吸收.氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为ΔE 1=E ∞-E 1=0-(-54.4 eV)=54.4 eVΔE 2=E 4-E 1=[-3.4-(-54.4)] eV =51.0 eVΔE3=E3-E1=[-6.0-(-54.4)] eV=48.4 eVΔE4=E2-E1=[-13.6-(-54.4)] eV=40.8 eV可见,50.4 eV和42.8 eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁.【答案】AC3.【解析】氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,能量增加;从高能级向低能级跃迁要放出光子,能量减少.【答案】A4.【解析】该激发态与基态的能量差ΔE对应着辐射最短波长的光子,故能量差为ΔE=hν=h cλ2;波长为λ1的光子动量p=hλ1.【答案】h cλ2h λ1。
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1、理解玻尔理论的三大假设以及对氢原子光谱的解释
2、解题时注意跃迁理论的应用
12 1 2
12 1 2
hv1 hv 2 hv3
h c
1
2
1
h
c
2
h
c
3
3
12 1 2
(2)当λ1>λ2对应如下图时:
hv1 hv 2 hv3
1
2
h
c
1
h
c
2
h
c
3
3
12 1 2
反思领会
玻尔理论和能级跃迁
激发态 基态
知识链接
(3)跃迁假设 n4 E4 n3 E3
帕邢系 放出能量 巴尔末系
n2 E2
吸收能量
hv
赖曼系
n1 E1
hv E m E n hv E m E n
解题时注意一个与一群的区别
二、玻尔理论对氢原子光谱的解释 三、玻尔原子模型的局限性 玻尔理论只能解释氢原子光谱, 而对外层电子较多的 原子, 理论和实际相差很多, 玻尔理论不再成立
E4 E3 0.66 eV E4 E2 2.55 eV 可见光 E4 E1 12.75 eV
解题指导: (1)熟练掌握跃迁的规律
(2)理解一些概念: 电离、红外线、 E E 1.89 eV 可见光 3 2 紫外线等
E3 E1 12.09 eV E2 E1 10.2 eV
跟踪检测
氢原子在某三个相邻能级之间 跃迁时,可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( ) CD
A.1 2 C. B.1 2 D.
解析:
由频率和波长的关系可知:
hv h
c
频率越大,波长越短
(1)当λ1>λ2对应如上图时:
典例分析
例3:欲使处于基态的氢 原子激,下列措施可 行的是( ACD) A.用10.2eV的光子照射 B.用11eV的光子照射 C.用14eV的光子照射 D.用11eV的电子碰撞
审题与解析:
基态氢原子激发→从基态向上跃迁 A选项: B选项:
10.2 eV E2 E1 11 eV E2 E1
审题与解析:
可见光子能量1.62 eV-3.11 eV 红外线光子<1.62 eV 紫外线光子>3.11 eV
A选项:
n=3电离→从该能级跃迁至无穷远处
E3 -1.51 eV E紫 3.11 eV
B选项: 高能级向n=3跃迁 E 1.51 eV
显著热效应:红外线 D选项:
E红 1.62 eV
审题与解析:
E4 E3 E2
离判定
v1
v1
v3 v6
v2 v5
E E3 E 4 hv1
v4
解题指导: 熟练掌握能级跃迁的知识
E1
典例分析
例2:氢原子的能级如图所示, 已知可见 光的光子能量范围约为1.62 eV~3.11 eV. 下列说法错误的是 ( D ) 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,发出的光具有显著的热效应 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
光子能量一定要等于两个能级之差时, 才会被吸收,向上跃迁
C选项: D选项:
E 14 eV >13.6 eV 电离
实物粒子能量不是量子化的,即11eV的 电子,可提供出10.2eV让氢原子跃迁至 能级2,剩下0.8eV作为电子本身的动能
解题指导: (1)熟练掌握跃迁的规律 (2)注意光子与实物粒子的区别
rn n 2 r1
(2)能量量子化
n4 E4 电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的 n3 E3 状态,原子在不同的状态具有不同的能量,这 n2 E2 些量子化的能量值叫能级 氢原子: E1 -13.6 eV E2 -3.4 eV n1 E1 E1 En 2 n
目标引领
1、理解玻尔理论的三大假设
2、会利用玻尔理论解决能级跃迁问题
知识链接
一、玻尔原子模型的内容 (1)轨道量子化 电子运行轨道的半径不是任意的,只能取一 系列不连续的值,电子在这些轨道上是稳定 的,不产生辐射
氢原子:
r1
r2
r3
r1 0.053 nm r2 0.212 nm
典例分析
例1:光子能量为E的一束光照射
容器中的氢(设氢原子处于n = 3 氢的能级如图,同时吸收光子时只能一份一 的能级),氢原子吸收光子后, 能发出频率为v1、v2、v3、v4、v5、 份吸收 v6的六种光谱线,且v1 < v2 < v3 < 发出六种光谱线→说明氢原子从能级3跃迁至 v4 < v5 < v6,则E等于 ( )A 能级4 A.hv1 B.hv6 E hv C.h(v6 - v1) D.h( v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 ) 在能级图中,光子频率大小可由能级之间距