2013-2014学年高二物理配套课件：3.4 原子的能级结构（粤教版选修3-5）.ppt

1、自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析第四节 原子的能级结构自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析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模型.自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析一、能级结构猜想由氢原子光谱是分立的，我们猜想原子内部的能量也是的原子内部不连续的能量称为原子的，原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做能级跃迁中的能量关系：由此可知原子在跃迁前后的能级分别为Em和En，若原子由高能级向低能级跃迁，这个过程中光子，若原子由低能级向高能级跃迁，这个过程需吸收特定频率的或通过其他途径获得不连续能级跃迁hEmEn辐

2、射光子能量自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析量子化的量子数自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析能级状态(1)基态：氢原子处于的能级E1(n1)，这个最低能级对应的状态在正常状态下称为基态，氢原子在基态的能量为(2)激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到的能级E2、E3上，这些能级对应的状态称为激发态，处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子形式向外辐射，原子辐射出的光子的能量等于两能级间的，即hEmEn(m2)13.6 eV较高能量差最低自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析能级间的跃迁产生不连续的，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个，如巴耳末线

3、系是氢原子从n3、4、5等能级跃迁到n2的能级时辐射出的光谱线系谱线自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析三、玻尔理论对氢光谱的解释氢原子能级图如图341所示图341自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析解释巴耳末公式按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hEmEn；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，同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系定态轨道里德伯常量自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析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

4、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两能级差分立分立自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析一、氢原子的能级与跃迁能级图(如图342)图342自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析二、能级跃迁的几个问题原子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，放出能量后从高能级跃迁到低能级，不论是哪一种跃迁都要注意以下几个方面的问题自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析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

5、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跃迁与电离原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析间接跃迁与直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)光子的频率数不同自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析入射光子

6、与入射电子若是在光子的激发下引起原子的跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差，两种情况有所不同，要引起注意.自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析对玻尔理论的理解【典例1】由玻尔理论可知，下列说法中不正确的是()A电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C原子内电子的可能轨道是不连续的D原子发生跃迁时，辐射或吸收光子的能量等于两个轨道的能量差自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析解析按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，与

7、客观事实相矛盾，故A错B、C、D是玻尔理论的假设，故都是正确的答案A自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析借题发挥 应注意电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析【变式1】下列是玻尔在他提出的原子模型中所作的假设，其中错误的是()A原子处在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B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率自主学习课堂对点演练名师解疑分

8、类例析解析A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关答案D自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析【典例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是()氢原子的能级图自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析解析由氢原子能级图可知，量子数n越大，能级越密，所以C对答案C自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析【变式2

9、】氢原子的基态能量为E1，如图所示，下列四个能级图中能正确代表氢原子能级的是()答案 C自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析 氢原子跃迁的问题分析【典例3】如图343所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子至少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图343中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图图343自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析解析 氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足：hEnE22.55 eV，EnhE20.85 eV，所以n4.基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供EE4E112.75 eV的能量跃迁

10、图见下图答案12.75 eV跃迁图见上图自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析【变式3】如图344所示为氢原子的能级图，用光子能量为13.06 eV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的光有()图344自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析A15种B10种C4种D1种解析处于基态的氢原子吸收入射光子的能量后由低能级向高能级跃迁，处于不稳定状态，然后由高能级向低能级跃迁，根据题意，EE5E113.06 eV，故共发射C10种不同波长的光答案B 自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析玻尔理论的理解1下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错误的是()

11、A电子绕原子核做加速运动，但并不向外辐射能量，这时原子的状态是稳定的B原子的一系列能量状态是不连续的C原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时，一定要吸收或放出某一频率的光子D氢原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核旋转答案 D自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析氢原子的能级图2如图345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n2的激发态上去B能跃迁到n3的激发态上去C能跃迁到n4的激发态上去D以上三种说法均不对图345自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析解析用能量为10.5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，

12、由能级差可知，若氢原子跃迁到某一能级上，则该能级的能量为10.5 eV13.6 eV3.1 eV，根据氢原子的能级图可知，不存在能级为3.1 eV，因此氢原子无法发生跃迁答案D自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析氢原子跃迁的问题分析3为氢原子能级的示意图，现在大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光关于这些光，下列说法正确的是()图346自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析A最容易表现出衍射现象的光是由n4能级跃迁到n1能级产生的B频率最小的光是由n2能级跃迁到n1能级产生的C这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应自主学习课堂对点演练名师解疑分类例析答案 D