60玻尔理论、能级跃迁

E4 E1 (E4 E3) (E3 E2) (E2 E1)
(E4 E2) (E2 E1) (E4 E3) (E3 E1)
高 中 物 理
中 山 华 附
——
高 中
你从能级图中发现了什么规律？
物 理
（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。
高 中 物 理
第4节 玻尔理论、能级跃迁
中 山 华 附
——
高 中
复习巩固
物
理 1.不同的原子产生的原子光谱 不同 （相同、
不同），因此利用原子光谱可以用来
。
鉴别物质的成分（不同的原子）
——
2.有关原子光谱的说法正确的是（ BD ）
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定频率的光
似的，电子绕核高速运转，电子与原子核之间又存
——
在库仑引力，因此原子的能量为原子中所有电子绕
中 核高速运转的动能及电子与原子核的电势能之和。
山 华
根据能量守恒定律可知：原子向外辐射光子
附 时能量减少，变为另一种能量状态；原子只能向外
辐射特定频率的光子，因此原子的能量的变化也只
能与这些光子的能量相对应，因此原子的能量状态
，
即n > 1时的能量状态，处于激发态的原子
是 不稳定的 ，它会向较低的能级跃迁，辐射
——
一定频率的光子，这就是原子的发光现象，辐射
中 光子的能量等于 两个能级的能量差
；
山 华
由于原子的能量状态不是连续的，因此辐射的光
附 子能量也是 不连续的
，因此原子都有自己
的特征谱线。
高
中 物
能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同的
也应为不连续的。
高
中 【玻尔理论、能级结构】
物 理
为什么氢原子发出的光谱是不连续的？形
成原子光谱的原因又是什么呢？
为了解决上述问题，玻尔提出了原子中的
三个假设：
（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列
不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定
的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
——
这些状态叫定态。
——
中 rn、En 分别代表第n条轨道的半径和电子在第n
山 华
条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫能量量
附 子数。以上两个公式只适合于氢原子，对其它
的原子不成立
高
中 物
【基态、激发态】
理
基态：是原子处于 最低的能量状态
，即
n= 1 时原子的能量状态，氢原子的基态能量
值为 -13.6eV
。
激发态：是原子处于 较高的能量状态
的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）
名词解释：
能级：原子能量状态的能量值，如：-13.6eV 。
你对能级是如何理解的？
能级包含了电子运动的动能
——
和电子与原子核势能之和。
中 山
为什么能级值是负值？
华 附
因为取无穷远为0势能参考
面，每一个轨道上电子的电势
能为负值，当电势能的绝对值
大于动能时能级值就为负值。
高
中 物
跃迁：电子轨道的变化
理 要注意跃迁有两个方向：从高能级向低能级跃迁
时要 辐射 （吸收、辐射）光子；从低能级向
高能级跃迁时要 吸收 （吸收、辐射）光子，
吸收或辐射光子的能量等
于 两个能级的能量差的绝对值 ；因此原子吸
收光子具有 选择吸收 性。
——
选择吸收性的理解
中 山 华 附
高
中 原子的能量状态跟 电子绕核运动的轨道半径
物 理
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
——
(E2 E1) (E3 E2) (E4 E3) .......
中 山
（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。
华 附
E4 E1 (E4 E3) (E3 E2) (E2 E1)
(E4 E2) (E2 E1) (E4 E3) (E3 E1)
理 能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系，
比如巴尔末系就是氢原子从n= 3、4、5、6
能级跃迁到n= 2 的能级时辐射的光谱。
【辐射光谱线条数的计算】
——
由于激发态的原子向低能
级跃迁时是任意的，故在
中 任意两个能级之间均可以
山 华
产生一条光谱线，故产生
附 的光谱线条数为
N
Cn2
1 2
n(n
1)
高
中 例1：一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发
中 山
（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En）
华 附
跃迁到另一种定态（设能量为Em）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，即 hEmEn
（h为普朗克恒量）
高
中 （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子
物 理
沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是
不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续
轨道的半径越大，电子的电势能如何变化？
变大
高
中 2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢
物 理
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：
轨道半径：rn n2r1 n=1，2，3……
能
量：
En
E1 n2
n=1，2，3……
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，
13:08
高 中
你从能级图中发现了什么规律？
物 理
（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) .......
中 山
（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。
华 附
物 理
相对应，可以说电子的轨道是 量子 化的，因此
在能级图中的能量量子数为 正整数n ；轨
道的量子数越大，原子的能量就会 越大 （越大、
越小），动能就 越小
，电子的运动周期
就会 越大
，这跟卫星围绕地球运转相似，
二者又有不同点，其不同点
是：卫星的轨道可以是连续的，而电。子的轨道是
——
不连续的
中
山
华 附
中
C．所有元素的原子光谱都是相同的
山 华
D．利用原子光谱可以用来鉴定物质的成分
附来自百度文库
高 【原子的能量介绍】
中 物
氢原子的光谱线只能是 固定的特定频率 的
理 光谱线，在原子向外辐射光子的过程中，即原子向
外辐射了能量，可见原子也是有能量的，原子的能
量是什么呢？
我们可以想象到机械能，是物体和地球的系
统具有的能量，是物体的动能与重力势能之和；相