高中物理18.4波尔的原子模型导学案新人教版选修Word版

波尔的原子模型

【学习目标】

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光谱．

【重点难点】

重点：玻尔原子理论的基本假设

难点：利用玻尔原子理论解释氢原子跃迁的现象

【导学】

一、玻尔原子理论的基本假设

1．定态假设：原子只能处于一系列_______的能量状态中，在这些状态中原子是_____的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫_____

2．能量假设：原子从_________的定态轨道(其能量为E m)跃迁到_______的定态轨道(其能量为E n)时，它______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＝E m－E n.

3．轨道假设：原子的不同能量状态对应于电子不同的运行轨道，原子的定态是______的，因而电子的可能轨道也是______的．

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，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为___________

(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的_________的量子数n和2.

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____________.由于原子从较高能级向低

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．三、玻尔理论的局限性

1．玻尔理论的成功之处在于把量子思想引入了原子结构理论，提出了_______和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．

2．玻尔理论的不足之处在于保留了_________的观念，把电子的运动仍看做经典力学描述下的轨道运动，没有彻底摆脱________理论的框架．

【导练】

题组一对玻尔理论的理解

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，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ν

C．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

题组二氢原子的跃迁规律分析

2．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( )

3．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

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

5．氢原子的能级图如图所示，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( ) A ．13.6 eV B ．10.20 eV C ．0.54 eV

D ．27.20 eV

6．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为10.5 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子( ) A ．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

7．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＜ν1 B ．ν3＝ν2＋ν1 C ．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.

1

ν1＝

1

ν2＋

1

ν3

8．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( ) A ．h (ν3－ν1)

B ．h (ν3＋ν1)

C ．hν3

D ．hν4

9．氢原子部分能级的示意图如图所示，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

2.00～

2．07

2.07～

2．14

2.14～

2．53

2.53～

2．76

2.76～

3．10

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

题组三综合应用

10．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？

导练答案：1、 C 2、 C 3、 D 4、 B 5、 A 6、 D

解析用能量为10.5 eV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10.5 eV－13.6 eV＝－3.1 eV，根据氢原子的能级图可知，不存在能级为－3.1 eV的激发态，因此氢原子无法发生跃迁．

7、 B 8、 C 9、 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 1.61～3.10 eV，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＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，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＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，即红光．

10、解析(1)由N＝C2n，可得N＝C24＝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

＝E4－E3＝－0.85－(－1.51) eV＝0.66 eV，λ＝hc

E4－E3＝

6.63×10－34×3×108

0.66×1.6×10－19

m≈1.88×10－6 m.

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）