二节原子结构氢原子光谱PPT课件
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原子的结构--氢原子PPT课件
原子轨道(波函数)的空间图示与径向分布
1s 3s
0
2s
0.2
0.1
3d
r
0
-0.1
3p
r
3s
2s
2p
3p
3d
4d
节面数（n-l-1）
空间图示与径向分布图的比较
3p概率密度（电子云）图示
2pz
3pz
氢原子轨道的zx等值线图
氢原子轨道的zx等值线图
最概然半径
电子出现概率最大的球壳半径
dD 0 dr
Yl,m(θ,φ)较 Y2l,m(θ,φ)： ➢无正、负号。 ➢更瘦小。
原 子 轨 道 电 子 云 界 面 p轨道 图 l=1
角度节面数目为l
s轨道
l=0
d轨道
l=2
空间分布图
电子云图：以黑点的疏密表示空间各点概率密
度ψ2的大小。
1s
2s
3s
1s、2s、3s电子云的剖面示意
f z3 3 zr2 5
(
E
Ze2 ) R(r) Y ( , ) 4 0r
0
r2
两边同乘以
，整理得：
R(r) Y ( , )
1
Rr
r
r2
r
Rr
2mr 2
2
E
2m Ze 2
4 0 2
r
Y
1
,
1
sin
sin
1
sin2
2
2
Y
,
只含r
1 R(r)
r
(r2
R(r) ) r
mZe 2
2 02
r
2m 2
D
l相同
18.3 氢原子光谱(45张PPT)
分布。
C 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线, 这说明了太阳内部缺少对应的元素。
D 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线, 这些暗线与某些元素的特征谱线相对应，这说明 了太阳大气层内存在对应的元素。
随堂练习
1. 对原子光谱，下列说法正确 的是(ACD)．
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
X射线照射激发荧光， 通过分析荧光判断越王 勾践宝剑的成分．
（5）意义：原子光谱的不连续性反映出原子结构的不 连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
------光谱分析还为深入原子世界打开了道路。近代原 子物理学正式从原子光谱的研究中开始的。
研究原子结构规律有两条途径：
1.利用高能粒子轰击原子—轰出未知粒子来 研究(高能物理)；
σ其它谱系
三、经典理论的困难
三、经典理论的困难
卢瑟福的原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。
卢瑟福原子核式模型无法解释原子光谱的分立特征
原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上：原子是稳定的 原子光谱是线状谱，频率不变
《波尔的原子模型》预习问题:
【问题1】什么是轨道量子化?什么是能量量子化? 【问题2】什么是能级？什么是基态?什么是激发态? 【问题3】什么是跃迁？什么是频率条件? 【问题4】画出氢原子n=1、2、3、4的能级图。
谱是线状谱
太阳光谱是吸收光谱，不连续 稀薄的氢气和钠蒸汽产生 的是原子光谱为线状谱
白光通过钠蒸汽产生的光谱是
氢原子光谱2【PPT】共20页文档
氢原子光谱2【PPT】
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。—盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
20
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。—盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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原子结构氢原子光谱课件
氢原子光谱可用于核聚变 能源的研究，探索未来清 洁能源的发展方向。
氢原子光谱与其他学科的交叉研究
量子力学
氢原子光谱是量子力学的重要实验验证之一，通过研究氢原子光 谱可以深入理解量子力学的原理。
天体物理学
氢原子光谱在天体物理学中有着广泛的应用，可用于研究恒星、星 系等天体的演化过程。
环境科学
氢原子光谱可用于环境监测，如大气中污染物的检测和治理效果子结构氢原子光谱课件
• 原子结构 • 氢原子的特性 • 氢原子光谱 • 氢原子光谱的应用 • 氢原子光谱的未来发展
01
原子结构
原子的构成
原子由原子核和核外 电子组成，其中原子 核由质子和中子组成。
原子核的质量约占整 个原子的99.96%， 但体积仅占整个原子 的极小部分。
原子核位于原子的中 心，而核外电子则围 绕原子核旋转。
程。
星际物质研究
在宇宙空间中，氢原子广泛存在 于星际物质中，其光谱特征对于 研究星际物质的结构和性质具有
重要意义。
太阳活动监测
太阳上的氢原子活动可以反映太 阳的活动状态，通过对氢原子光 谱的监测，有助于预测和防范太 阳风暴等对地球产生影响的事件。
化学中的氢原子光谱
化合物鉴定
氢原子光谱在化学分析中常用于 鉴定化合物中的氢原子类型和数 量，有助于确定化合物的结构和
性质。
反应机理研究
通过观察化学反应过程中氢原子光 谱的变化，可以深入了解化学反应 的机理和动力学过程。
药物研发
在药物研发过程中，氢原子光谱可 以用于研究药物分子与生物大分子 的相互作用，有助于新药的发现和 优化。
其他领域中的氢原子光谱应用
环境监测
在环境保护领域，氢原子光谱可用于监测水体、空气等环境样品中的有害物质，为环境污染治理和预防提供科学 依据。
氢原子光谱与其他学科的交叉研究
量子力学
氢原子光谱是量子力学的重要实验验证之一，通过研究氢原子光 谱可以深入理解量子力学的原理。
天体物理学
氢原子光谱在天体物理学中有着广泛的应用，可用于研究恒星、星 系等天体的演化过程。
环境科学
氢原子光谱可用于环境监测，如大气中污染物的检测和治理效果子结构氢原子光谱课件
• 原子结构 • 氢原子的特性 • 氢原子光谱 • 氢原子光谱的应用 • 氢原子光谱的未来发展
01
原子结构
原子的构成
原子由原子核和核外 电子组成，其中原子 核由质子和中子组成。
原子核的质量约占整 个原子的99.96%， 但体积仅占整个原子 的极小部分。
原子核位于原子的中 心，而核外电子则围 绕原子核旋转。
程。
星际物质研究
在宇宙空间中，氢原子广泛存在 于星际物质中，其光谱特征对于 研究星际物质的结构和性质具有
重要意义。
太阳活动监测
太阳上的氢原子活动可以反映太 阳的活动状态，通过对氢原子光 谱的监测，有助于预测和防范太 阳风暴等对地球产生影响的事件。
化学中的氢原子光谱
化合物鉴定
氢原子光谱在化学分析中常用于 鉴定化合物中的氢原子类型和数 量，有助于确定化合物的结构和
性质。
反应机理研究
通过观察化学反应过程中氢原子光 谱的变化，可以深入了解化学反应 的机理和动力学过程。
药物研发
在药物研发过程中，氢原子光谱可 以用于研究药物分子与生物大分子 的相互作用，有助于新药的发现和 优化。
其他领域中的氢原子光谱应用
环境监测
在环境保护领域，氢原子光谱可用于监测水体、空气等环境样品中的有害物质，为环境污染治理和预防提供科学 依据。
高二物理氢原子光谱2(PPT)5-3
引言ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱，对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支，并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子，其光谱线在按波长（或波 数）大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构，很自然氢原子首先被关注。
长，家庭教师和家长，店员和店主）。 【宾服】ī〈书〉动服从；归附。 【宾服】ī?〈方〉动佩服：你说的那个理，俺不～。 【宾馆】ī名招待来宾住宿的地 方。现指较大而设施好的旅馆。 【宾客】ī名客人（总称）：迎接八方～。 【宾朋】ī名宾客；朋友：～满座。 【宾语】ī名动词的一种连带成分，一般在动词 后边，用来回答“谁？”或“什么？”例如“我找； / 笔趣阁小说网；厂长”的“厂长”，“他开拖拉机”的“拖拉机”，“接受批 评”的“批评”，“他说他不知道”的“他不知道”。有时候一个动词可以带两个宾语，如“教我们化学”的“我们”和“化学”。 【宾至如归】īī客人到 了这里就像回到自己的家一样，形容旅馆、饭馆等招待周到。 【宾主】ī名客人和主人：～双方进行了友好的会谈。 【彬】ī①［彬彬］（īī）〈书〉形文雅的 样子：～有礼｜文质～。②（ī）名姓。 【傧】（儐）ī［傧相］（ī）名①古代称接引宾客的人，也指赞礼的人。②举行婚礼时陪伴新郎新娘的人：男～｜ 女～。 【斌】ī同“彬”。 【滨】（濱）ī①水边；近水的地方：海～｜湖～｜湘江之～。②靠近（水边）：～海｜～江。③（ī）名姓。 【缤】（繽）ī［缤 纷］（ī）〈书〉形繁多而凌乱：五彩～｜落英（花）～。 【槟】（檳、梹）ī［槟子］（ī?）名①槟子树，花红的一种，果实比苹果小，红色，熟后转紫红， 味酸甜带涩。②这种植物的果实。 【镔】（鑌）ī［镔铁］（ī）名精炼的铁。 【濒】（瀕）ī①紧靠（水边）：～湖｜东～大海。②临近；接近：～危｜～行。 【濒绝】ī动濒临灭绝或绝迹：～物种。 【濒临】ī动紧接；临近：我国～太平洋｜精神～崩溃的边缘。 【濒死】ī动临近死亡：从～状态下抢救过来。 【濒危】 ī动接近危险的境地，指人病重将死或物种临近灭绝：病人～｜～动物。 【濒于】ī动临近；接近（用于坏的遭遇）：～危境｜～绝望｜～破产。 【豳】ī古地 名，在今陕西彬县、旬邑一带。也作邠。 【摈】（擯）〈书〉抛弃；排除：～诸门外｜～而不用。 【摈斥】动排斥：～异己。 【摈除】动排除；抛弃：～
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱，对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支，并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子，其光谱线在按波长（或波 数）大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构，很自然氢原子首先被关注。
长，家庭教师和家长，店员和店主）。 【宾服】ī〈书〉动服从；归附。 【宾服】ī?〈方〉动佩服：你说的那个理，俺不～。 【宾馆】ī名招待来宾住宿的地 方。现指较大而设施好的旅馆。 【宾客】ī名客人（总称）：迎接八方～。 【宾朋】ī名宾客；朋友：～满座。 【宾语】ī名动词的一种连带成分，一般在动词 后边，用来回答“谁？”或“什么？”例如“我找； / 笔趣阁小说网；厂长”的“厂长”，“他开拖拉机”的“拖拉机”，“接受批 评”的“批评”，“他说他不知道”的“他不知道”。有时候一个动词可以带两个宾语，如“教我们化学”的“我们”和“化学”。 【宾至如归】īī客人到 了这里就像回到自己的家一样，形容旅馆、饭馆等招待周到。 【宾主】ī名客人和主人：～双方进行了友好的会谈。 【彬】ī①［彬彬］（īī）〈书〉形文雅的 样子：～有礼｜文质～。②（ī）名姓。 【傧】（儐）ī［傧相］（ī）名①古代称接引宾客的人，也指赞礼的人。②举行婚礼时陪伴新郎新娘的人：男～｜ 女～。 【斌】ī同“彬”。 【滨】（濱）ī①水边；近水的地方：海～｜湖～｜湘江之～。②靠近（水边）：～海｜～江。③（ī）名姓。 【缤】（繽）ī［缤 纷］（ī）〈书〉形繁多而凌乱：五彩～｜落英（花）～。 【槟】（檳、梹）ī［槟子］（ī?）名①槟子树，花红的一种，果实比苹果小，红色，熟后转紫红， 味酸甜带涩。②这种植物的果实。 【镔】（鑌）ī［镔铁］（ī）名精炼的铁。 【濒】（瀕）ī①紧靠（水边）：～湖｜东～大海。②临近；接近：～危｜～行。 【濒绝】ī动濒临灭绝或绝迹：～物种。 【濒临】ī动紧接；临近：我国～太平洋｜精神～崩溃的边缘。 【濒死】ī动临近死亡：从～状态下抢救过来。 【濒危】 ī动接近危险的境地，指人病重将死或物种临近灭绝：病人～｜～动物。 【濒于】ī动临近；接近（用于坏的遭遇）：～危境｜～绝望｜～破产。 【豳】ī古地 名，在今陕西彬县、旬邑一带。也作邠。 【摈】（擯）〈书〉抛弃；排除：～诸门外｜～而不用。 【摈斥】动排斥：～异己。 【摈除】动排除；抛弃：～
氢原子光谱课件
氢原子光谱课件引言氢原子光谱是量子力学和原子物理学领域的基础内容，对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
本课件旨在介绍氢原子光谱的基本原理、实验观测和理论解释，帮助读者深入理解氢原子的能级结构和光谱特性。
一、氢原子的基本结构1.1电子轨道和量子数氢原子由一个质子和一个电子组成，电子围绕质子旋转。
根据量子力学的原理，电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上，这些轨道被称为能级。
每个能级由主量子数n来描述，n的取值为正整数。
1.2能级和能级跃迁氢原子的能级可以用公式E_n=-13.6eV/n^2来表示，其中E_n 是第n能级的能量，单位为电子伏特（eV）。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射一定频率的光子，这个频率与能级之间的能量差有关。
二、氢原子光谱的实验观测2.1光谱仪和光谱图氢原子光谱可以通过光谱仪进行观测。
光谱仪将入射光分解成不同频率的光谱线，并将这些光谱线投射到感光材料上，形成光谱图。
通过观察光谱图，可以得知氢原子的能级结构和光谱特性。
2.2巴尔末公式实验观测到的氢原子光谱线可以通过巴尔末公式来描述，公式为1/λ=R_H(1/n1^21/n2^2)，其中λ是光谱线的波长，R_H是里德伯常数，n1和n2是两个能级的主量子数。
巴尔末公式可以准确地预测氢原子光谱线的位置。
三、氢原子光谱的理论解释3.1玻尔模型1913年，尼尔斯·玻尔提出了氢原子的量子理论模型，即玻尔模型。
该模型假设电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上，每个轨道对应一个能级。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射一定频率的光子。
3.2量子力学解释1925年，海森堡、薛定谔和狄拉克等人发展了量子力学理论，为氢原子光谱提供了更为精确的解释。
量子力学认为，电子在氢原子中的状态可以用波函数来描述，波函数的平方表示电子在空间中的概率分布。
通过解薛定谔方程，可以得到氢原子的能级和波函数。
四、结论氢原子光谱是量子力学和原子物理学的基础内容，对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
氢原子光谱ppt课件
03
氢原子光谱实验观测与分析
氢原子光谱实验装置介绍
光源
氢原子灯或放电管，产生氢原子 光谱。
单色仪
将复合光分解为单色光，并可选 择特定波长的光通过。
光探测器
如光电倍增管或CCD，将光信号 转换为电信号进行记录和分析。
数据采集与处理系统
对实验数据进行采集、处理和分 析，得出实验结果。
氢原子光谱观测方法
氢原子光谱研究挑战与机遇
实验技术挑战
01
尽管精密测量技术取得了显著进展，但进一步提高测量精度仍
面临诸多挑战，如如何消除系统误差、提高信噪比等。
理论模型挑战
02
现有理论模型在描述某些复杂现象时仍存在一定局限性，需要
进一步完善和发展。
交叉学科机遇
03
氢原子光谱研究与粒子物理、宇宙学等领域密切相关，这些领
04
氢原子光谱理论解释与应用
薛定谔方程与波函数概念
薛定谔方程
描述了微观粒子状态随时间变化 的规律，是量子力学的基本方程
之一。
波函数
量子力学中用来描述粒子状态的函 数，其模平方表示粒子在特定位置 被发现的概率。
量子数
描述原子或分子中电子运动状态的 参数，如主量子数、角量子数等。
氢原子光谱理论解释
玻尔模型
玻尔提出的氢原子模型，假设电子在 特定轨道上运动，且能量是量子化的。
能量级与光谱线
选择定则
解释了为何只有特定能级间的跃迁才 会产生光谱线，如偶极跃迁选择定则 等。
氢原子光谱由一系列分立的谱线组成， 对应着电子在不同能级间的跃迁。
氢原子光谱在物理、化学等领域应用
01
02
03
04
原子钟
利用氢原子光谱的稳定性和精 确性，制成高精度原子钟，用
氢原子光谱PPT教学课件
R 称为“普适气体常数 ”
代入： PV PoVo M PoVmol
T
To
M mol To
理想气体物态方程： PV M RT M mol
阿伏伽德罗常数： N A 6.022 1023 mol 1
玻耳兹曼常数： k R 1.38 1023 (J K 1) NA
设：分子质量为 m，气体分子数为N，分子数密度 n。
单个分子速率不可预知，大量分子的速率分布是遵 循统计规律，是确定的，这个规律也叫麦克斯韦速 率分布律。
氢原子光谱
引言
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱，对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支，并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子，其光谱线在按波长（或波 数）大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构，很自然氢原子首先被关注。
热现象
热学的研究方法：
1.宏观法. 最基本的实验规律逻辑推理(运用数学) ------称为热力学。
优点：可靠、普遍。 缺点：未揭示微观本质。 2.微观法.
物质的微观结构 + 统计方法 ------称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 优点：揭示了热现象的微观本质。 缺点：可靠性、普遍性差。
宏观法与微观法相辅相成。
气体动理论 §1 分子运动的基本概念
一.热力学系统 热力学研究的对象----热力学系统. 热力学系统以外的物体称为外界。 孤立系统:系统和外界完全隔绝的系统
例：若汽缸内气体为系统，其它为外界
二.系统状态的描述 微观量：分子的质量、速度、动量、能量等。
在宏观上不能直接进行测量和观察。 宏观量： 温度、压强、体积等。
2
代入： PV PoVo M PoVmol
T
To
M mol To
理想气体物态方程： PV M RT M mol
阿伏伽德罗常数： N A 6.022 1023 mol 1
玻耳兹曼常数： k R 1.38 1023 (J K 1) NA
设：分子质量为 m，气体分子数为N，分子数密度 n。
单个分子速率不可预知，大量分子的速率分布是遵 循统计规律，是确定的，这个规律也叫麦克斯韦速 率分布律。
氢原子光谱
引言
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱，对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支，并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子，其光谱线在按波长（或波 数）大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构，很自然氢原子首先被关注。
热现象
热学的研究方法：
1.宏观法. 最基本的实验规律逻辑推理(运用数学) ------称为热力学。
优点：可靠、普遍。 缺点：未揭示微观本质。 2.微观法.
物质的微观结构 + 统计方法 ------称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 优点：揭示了热现象的微观本质。 缺点：可靠性、普遍性差。
宏观法与微观法相辅相成。
气体动理论 §1 分子运动的基本概念
一.热力学系统 热力学研究的对象----热力学系统. 热力学系统以外的物体称为外界。 孤立系统:系统和外界完全隔绝的系统
例：若汽缸内气体为系统，其它为外界
二.系统状态的描述 微观量：分子的质量、速度、动量、能量等。
在宏观上不能直接进行测量和观察。 宏观量： 温度、压强、体积等。
2
高考物理总复习 第15章 第2讲 原子结构 氢原子光谱课
第十五章 波粒二象性 原子结构与原子核 第二讲 原子结构 氢原子光谱
考纲 展示
复习 目标
1.氢原子光谱(Ⅰ) 2.氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 3.原子核的组成(Ⅰ)
1.理解玻尔理论对氢原子光谱的解释，掌握氢原子 的轨道半径公式和能级公式并能灵活运用． 2.能用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题． 3.了解原子的核式结构，知道α粒子散射实验及物 理意义.
2．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化 (1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝En21，随 n 增大而增大，其 中 E1＝－13.6 eV. (2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心 力，即 ker22＝mvr2，所以 Ekn＝k2ern2，随 r 增大而减小．
3)电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减． 当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之， 轨道半径增大时，电势能增加． 3．关于光谱线条数的两点说明 (1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为 N＝Cn2＝ nn－1 2. (2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－ 1)．
知识点一 原子结构
1．电子的发现：英国物理学家 2．α粒子散射实验
发现了电子． 汤姆孙
1909～1911年，英国物理学家
和他的助手进行了用α粒
子轰击金箔的实验，实验发现绝大卢多瑟数福α粒子穿过金箔后基本
上仍沿
方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏
转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”
2．关于巴耳末公式1λ＝R212－n12的理解，下列说法正确 的是( )
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 B．公式中 n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C．公式中 n 只能取不小于 3 的整数值，故氢原子光谱 是线状谱 D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他 原子光谱的分析
考纲 展示
复习 目标
1.氢原子光谱(Ⅰ) 2.氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 3.原子核的组成(Ⅰ)
1.理解玻尔理论对氢原子光谱的解释，掌握氢原子 的轨道半径公式和能级公式并能灵活运用． 2.能用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题． 3.了解原子的核式结构，知道α粒子散射实验及物 理意义.
2．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化 (1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝En21，随 n 增大而增大，其 中 E1＝－13.6 eV. (2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心 力，即 ker22＝mvr2，所以 Ekn＝k2ern2，随 r 增大而减小．
3)电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减． 当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之， 轨道半径增大时，电势能增加． 3．关于光谱线条数的两点说明 (1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为 N＝Cn2＝ nn－1 2. (2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－ 1)．
知识点一 原子结构
1．电子的发现：英国物理学家 2．α粒子散射实验
发现了电子． 汤姆孙
1909～1911年，英国物理学家
和他的助手进行了用α粒
子轰击金箔的实验，实验发现绝大卢多瑟数福α粒子穿过金箔后基本
上仍沿
方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏
转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”
2．关于巴耳末公式1λ＝R212－n12的理解，下列说法正确 的是( )
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 B．公式中 n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C．公式中 n 只能取不小于 3 的整数值，故氢原子光谱 是线状谱 D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他 原子光谱的分析
氢原子光谱和波尔的原子模型ppt课件
Na原子的发射光谱（明线）
H原子的吸收光谱（暗线）
H原子的发射光谱（明线）
吸收光谱和线状谱（发射光谱）的关系：
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱（线状光谱）中的
一条明线相对应。
3.光谱分析
既然每种原子都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组
成成分。这种方法称为光谱分析。
4.由于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。这就是不同元素的原子具有不同的特征谱
线的原因。
六、玻尔理论的局限性
1.玻尔理论的不足之处在于保留了
经典粒子的观念，仍然把电子的运
动看作经典力学描述下的轨道运动。
2.玻尔理论成功地解释了氢原子光
谱的实验规律。但对于稍微复杂一
1
E1
激
发
态
h E n E m
基态
原子从低能级向高能级跃迁（电子从低轨道向高轨道跃迁）： 吸收光子，原子能量增大
电子从低轨道向高轨道跃迁，电子克服库仑引力做
功，电势能增大，原子的能量增加，要吸收能量。
吸收光子能量：
h E n E m
原子从高能级向低能级跃迁（电子从高轨道向低轨道跃迁）： 辐射光子，原子能量减小
优点：灵敏度高
样本中一种元素的含量达到10-13kg时就可
以被检测到。
利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？
不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子
的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分
原子的特征光谱
二、氢原子光谱（发射光谱）的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
n=6
n=5
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2．玻尔模型中电子运动有关计算问题
氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，
电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即
为原子的能量，即En＝Ek＋Ep. (1)电子运动的速度、周期、动能与半径的关系
由库仑力提供向心力 ker2n2＝mvrn2n
电子速度 vn＝
ke2 mrn
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(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_不__连__续___的．这些不同的状态叫定 态．在各个定态中，原子是__稳__定___的，不向外 辐射能量．
(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量 状态跃迁时要__吸__收__或__放__出_一定频率的光子， 该光子的能量等于两个状态的__能__级__差__，即hν＝ ___E_m_－__E_n_(_m_>_n__) ．
电子运动周期 Tn＝2vπnrn＝2π
mr3n ke2
电子的动能 Ekn＝12mv2n＝k2ren2
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(2)系统的电势能变化可根据库仑力做功来判断： 靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减 小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势 能增加．
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即时应用 2.氢原子在基态时的能级为E1＝－13.6 eV，其电子的 轨道半径为r1＝0.53×10－10 m，求： (1)电子在第一条轨道上的电势能． (2)要使基态原子电离，至少要吸收多高频率的电磁波？
第二节 原子结构 氢原子光谱
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一、原子结构
1．电子的发现：1897年，英国物理学家 ___汤__姆__孙____发现了电子，明确电子是原子的组 成部分，揭开了研究原子结构的序幕．
2．原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子全 部的正电荷和几乎全部质量都集中在原子__核__ 上，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转．
解析：(1)电子的电势能不能直接求出，可以考虑先
算出它的动能 E ，再由 Ep ＝E －E 求出，
k1
1
1
k1
基态时 r1＝0.53×10－10 m
E1＝－13.6 eV，ker212＝mvr121 Ek1＝12mv21＝12kre12≈13.6 eV
外运动
成功解释了α粒子 散射实验，无法解 释原子的稳定性及 原子光谱的分立特
征
玻尔 的原 子模
型
氢原子光谱的研 究
在核式结构模型 基础上，引入量
子观念
成功解释了氢原子 光谱及原子的稳定 性，不能解释较复 杂原子的光谱现象
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即时应用
1.(2010年高考上海卷)卢瑟福提出了原子的核式 结构模型，这一模型建立的基础是( ) A．α粒子的散射实验 B．对阴极射线的研究 C．天然放射性现象的发现 D．质子的发现 解析：选A.卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果， 提出原子的核式结构模型，所以A项正确．
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二、氢原子光谱
1．光谱：用光栅和棱镜可以把光按波长展开， 获得光的_波__长__(_频__率__)成__分__和__强__度__分__布___的记录， 即光谱． 2．线状谱：光谱是一条条的__亮__线___． 3．连续谱：光谱看起来不是一条条分立的谱线， 而是连在一起的__光__带___． 4．特征谱线：不同原子的亮线位置_不__同___，说 明不同原子的发光频率是__不__同___的，因此这些 亮线称为原子的特征谱线．
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2．能级：在玻尔理论中，原子的各个可能状态的 ___能__量__值___叫能级． 3．基态与激发态：能量___最__低__的状态叫基态；其 他能量状态叫激发态．
4．量子数：现代物理学认为原子的可能状态是不 连续的，各状态的标号1,2,3…叫做量子数，一般用 n表示．
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பைடு நூலகம்11
二、玻尔理论的理解 1．玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状 态中，在这些能量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． (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时， 它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这 两个定态的能量差决定．即hν＝Em－En.(h是普 朗克常量h＝6.63×10－34J·s) (3)轨道：原子的不 同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相 对应，原子的定态是不连续的，因此电子的可能 轨道也是不连续的．
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课堂互动讲练
一、α粒子散射实验与原子核式结构模型 1．卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图15－2－ 1)
图15－2－1
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2．α粒子散射实验的现象
图15－2－2
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方 向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数 α粒子甚至被撞了回来．如图15－2－2所示
的．原子的质量、电量都集中在体积很小的原子 核上．
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4．三个原子模型的对比
实验基础
原子结构
成功和局限
“枣糕” 模型
电子的发现
原子是一个球体， 正电荷均匀分布 在整个球内，电
子镶嵌在其中
可解释一些实验现 象，但无法说明α
粒子散射实验
核式 结构 型模
卢瑟福的α粒子散 射实验
原子的中心有一 个很小的核，全 部正电荷和几乎 全部质量集中在 核内，电子在核
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5．光谱分析：利用__特__征__谱__线____来鉴别物质和确定
物质的组成成分，这种方法称为光谱分析． 6．氢原子光谱的实验规律
巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长
公式1λ＝R(212－n12)(n＝3,4,5…，R 是里德伯常量，R
＝1.10×107 m－1)．
三、玻尔理论、能级 1．玻尔原子模型 (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，电子绕核运动的轨道是 _不__连__续__的．
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3．建立核式结构模型的要点 (1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变． (2)汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射． (3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来， 表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、 电量均比它本身大得多的物体的作用．
(4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层而运动 方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空