4.4氫原子光譜和玻爾的原子模型1.湯姆孫通過陰極射線管，發(fā)現(xiàn)了電子并提出原子的結(jié)構(gòu)模型—“西瓜模型”或“棗糕模型”。知識回顧2.盧瑟福通過觀察α粒子散射實驗提出核式結(jié)構(gòu)模型，并提到了電子在原子核周圍運動。那電子在原子核周圍怎么運動呢？如又何研究？3.許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的重要途徑。光譜1.定義：用棱鏡或光柵可以把光按波長（頻率）展開，獲得波長（頻率）和強度分布的記錄即光譜。三棱鏡一、光譜2.分類：（1）發(fā)射光譜（2）吸收光譜①連續(xù)譜②線狀譜熾熱的固體、液體及高壓氣體。3.發(fā)射光譜：（1）連續(xù)譜①定義：②產(chǎn)生：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。由連續(xù)分布的含一切波長的光組成的光譜。（如白熾燈絲、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光）(2)線狀譜只含一些不連續(xù)亮線的光譜。各種原子發(fā)射的光譜。①定義：②產(chǎn)生：稀薄氣體或金屬蒸汽。③不同的原子發(fā)射的線狀譜不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，這些亮線稱為原子特征譜線。連續(xù)譜④利用它來鑒別物質(zhì)和確定組成成分。此法稱為光譜分析。線狀譜（2）特點：連續(xù)譜上出現(xiàn)的暗線。太陽光譜是吸收光譜（1）定義：高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜。4.吸收光譜H氫原子的線狀譜和吸收光譜同一種原子的吸收光譜的暗線和線狀譜的明線一一對應(yīng)，所以線狀分立的暗線也稱為原子特征譜線，也可做光譜分析鈉原子的線狀譜和吸收光譜1885年,巴耳末對當(dāng)時已知的,在可見光區(qū)的4條譜線作了分析,發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示：①每一個n值分別對應(yīng)一條譜線。②n只能取正整數(shù)3，4，5······說明了原子光譜的分立特性（線狀譜）氫光譜在紅外和紫光區(qū)的譜線也滿足類似的關(guān)系式二、氫原子光譜的實驗規(guī)律1.

(多選)關(guān)于線狀譜，下列說法中正確的是(

)A．每種原子處在不同溫度下發(fā)光的線狀譜不同B．每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜相同C．每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同D．兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同BC2.巴耳末通過對氫光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式

(n＝3,4,5，…)．對此，下列說法正確的是(

)A．巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C．巴耳末依據(jù)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D．巴耳末公式準確反映了氫原子發(fā)光的實際現(xiàn)象，其波長的分立值是人為規(guī)定的C電子繞核運動將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定。++經(jīng)典理論認為事實原子是穩(wěn)定的。三、經(jīng)典理論的困難電子軌道變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于繞核運動的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜經(jīng)典理論認為事實原子光譜是線狀譜三、經(jīng)典理論的困難軌道量子化：電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值；定態(tài)：電子在不同軌道上運動時原子都是穩(wěn)定的，不向外輻射能量。四、波爾原子理論的基本假設(shè)假設(shè)1：軌道量子化與定態(tài)能量量子化：電子在不同軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，這些能量是量子化的，所以叫能級。電子在最內(nèi)層的軌道運動時，原子具有的能量最低，叫基態(tài)，其它的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。123E412345E1E3E2E5E∞n基態(tài)激發(fā)態(tài)

原子從一種定態(tài)（Em

）躍遷到另一種定態(tài)（En）時，它輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子能量由它們的能級差決定這個式子稱頻率條件（又稱輻射條件）(1)若m＞n，高能級→低能級，電子半徑減小，電勢能減小，動能增大，輻射光子，原子能量減小。四、波爾原子理論的基本假設(shè)假設(shè)2：頻率條件(2)若m＜n，低能級→高能級，電子半徑增大，電勢能增加，動能減小，吸收光子，原子能量增加。氫原子能級圖原子能量包括電子動能、電子與原子核這個系統(tǒng)的電勢能。處于激發(fā)態(tài)的原子會自發(fā)地向低能級躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)。激發(fā)態(tài)的原子能量：五、波爾理論對氫光譜的解釋原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定，氫原子基態(tài)能量為123氫原子能級圖五、波爾理論對氫光譜的解釋1.大量原子從能級n向下躍遷到基態(tài)時的最多輻射的譜線條數(shù)為N2.一個原子從能級n向下躍遷到基態(tài)時的最多

輻射的線條數(shù)為N3.原子從高能級向低能級躍遷時____光子，

軌道半徑____，庫侖力_______，電勢能____，

電子動能______，原子能量____。

輻射減小增加做正功減小減小4.要使核外電子從低能級躍遷到高能級：（1）用光子照射核外電子：

光子的能量必須等于兩個能級的能量差，否則不被吸收。（2）用實物粒子（如電子）碰撞核外電子：五、波爾理論對氫光譜的解釋只要實物粒子的能量大于或等于兩能級之差即可，多余能量會保留在實物粒子中，原子能吸收實物粒子的部分動能。5.使核外電子躍遷到n=∞時，稱為電離。所需能量稱為電離能。處于能級n的原子電離能為-En

五、波爾理論對氫光譜的解釋（1）吸收光子能量hν>-En解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)入射光子的能量大于或等于金屬的電離能(即逸出功W0）時，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。光子多出的能量就是光電子的最大初動能EK。剛好產(chǎn)生光電效應(yīng)的頻率就是極限頻率。3.對于基態(tài)氫原子，下列說法中正確的是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動能的電子的部分動能答案：ACD4.氫原子能級躍遷如圖所示，由圖求：(1)如果用能量為12.75eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可放出幾種光子？(2)如果有一個氫原子處于n＝4的能級，在原子回到基態(tài)時，最多可放出幾種光子？(3)如果用動能為11eV的外來電子去撞擊處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個能級上？(4)如果用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果又如何？（1）基態(tài)的氫原子被激發(fā)到n=4能級，

可放出的光子種類為：（2）最多可放出的光子種類為：N=n-1=3氫原子能級躍遷如圖所示，由圖求：(3)如果用動能為11eV的外來電子去撞擊處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個能級上？氫原子從n＝1的能級激發(fā)到n＝2的能級時所需吸收的能量

ΔE21＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，氫原子從n＝1的能級激發(fā)到n＝3的能級，那么所需吸收的能量為ΔE31＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，因為外來電子的能量E電＝11eV，ΔE21<E電<ΔE31，所以具有11eV能量的外來電子，只能使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)到n＝2的能級，這時外來電子剩余的動能為：E外－ΔE21＝(11－10.2)eV＝0.8eV.氫原子能級躍遷如圖所示，由圖求：(4)如果用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果又如何？（4）外來光子的能量不等于基態(tài)和任一激發(fā)態(tài)間的能量差，不能被氫原子所吸收，氫原子也不能從基態(tài)激發(fā)到任一激發(fā)態(tài)．5.用能量為12.30eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則受到光的照射后下列關(guān)于氫原子躍遷說法正確的是(

)A．電子能躍遷到n＝2的能級上去B．電子能躍遷到n＝3的能級上去C．電子能躍遷到n＝4的能級上去D．電子不能躍遷到其他能級上去D6.(多選)如圖所示為氫原子的能級圖，A、B、C分別表示電子在三種不同能級躍遷時放出的光子，其中(

)A．頻率最大的是B

B．波長最長的是CC．頻率最大的是A

D．波長最長的是BAB問：三者什么關(guān)系？7.氫原子部分能級的示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如下表所示.處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為(

)A．紅、藍—靛 B．黃、綠C．紅、紫

D．藍—靛、紫色光光子紅橙黃綠藍—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10A8.(多選)根據(jù)玻爾理論，氫原子中量子數(shù)n越大(

)A．電子的軌道半徑越大B．核外電子的速率越大C．氫原子能級的能量越大D．核外電子的電勢能越大ACD五、玻爾理論對氫光譜的解釋1.很好地解釋巴耳末系譜線即氫原子從高能級向第2能級躍遷時產(chǎn)生的光譜。其他還有：賴曼系、帕邢系等。2.很好地解釋光譜的不連續(xù)性，原子發(fā)光的能量是等于能級差。因此原子發(fā)光譜是一些分立的亮線。六、玻爾理論的局限性1.保留了經(jīng)典粒子的觀念，仍把電子的運動看作經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運動。2.對復(fù)雜一點的原子(如氦原子)，玻爾理論就無