氫原子光譜和玻爾的原子模型 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

氫原子光譜和玻爾的原子模型年級：高二學(xué)科：高中物理（選擇性必修三）早在17世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。光譜（2）連續(xù)光譜（連續(xù)譜）（1）線狀光譜（線狀譜）氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光。不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的。線狀譜的譜線也叫原子的特征譜線（原子光譜）。由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成成分。這種方法叫做光譜分析。優(yōu)點：靈敏度高。樣本中一種元素的含量達到10-10g時就可以被檢測到。光譜分析漆碗：第三文化層（距今6500～6000年）．利用紅外光分析其表面，其光譜圖和馬王堆漢墓出土漆皮的裂解光譜圖相似．X射線照射激發(fā)熒光，通過分析熒光判斷越王勾踐寶劍的成分．氫原子光譜的實驗規(guī)律氫原子只能發(fā)出一系列特定波長光巴耳末公式：R叫做里德伯常量n有兩層含義，一是n取一個值，可求出氫光譜中一條譜線的波長，說明每一個n值分別對應(yīng)一條譜線。二是n值只能取正整數(shù)值3，4，5，……經(jīng)典理論的困難核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律。事實上：原子是穩(wěn)定的

原子光譜是線狀譜玻爾原子理論的基本假設(shè)假說1：軌道量子化

圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射，也就是說，電子的軌道是量子化的。+分立軌道假說2：定態(tài)電子在不同的軌道上運動，原子處于不同的狀態(tài),具有不同的能量。能級：量子化的能量值。定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)?；鶓B(tài)：能量最低的狀態(tài)(離核最近)基態(tài)激發(fā)態(tài)：其他的能量狀態(tài)激發(fā)態(tài)量子數(shù)123軌道與能級相對應(yīng)E412345E1E3E2E5E∞n假說3：頻率條件原子在始、末兩個能級Em和En(

Em>En)間躍遷時，發(fā)射(或吸收)光子的頻率可以由前后能級的能量差決定：E412345E1E3E2E5E∞n玻爾理論對氫光譜的解釋巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV

0n=1n=2n=3n=4n=5n=

巴爾末公式有正整數(shù)n

出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)

n來標志氫原子的能級。巴爾末公式：按照波爾理論，當(dāng)從E3到E2時，輻射的光子的能量為32巴耳末公式代表的是電子從量子數(shù)n=3,4,5能級向量子數(shù)為2的能級躍遷時發(fā)出的光譜線。－－－－－－－－－12345

0nE/eV∞賴曼系（紫外線）巴耳末系（可見光）帕邢系（紅外線）布喇開系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6成功解釋了氫光譜的所有譜線+波爾理論的局限性

玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難氦原子光譜量子化條件的引進沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉屓藗兘?jīng)過進一步探索，建立了完整描述微觀規(guī)律的量子力學(xué)。原子中電子的坐標沒有確定的值。因此，我們只能說某時刻電子在某點附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率是多少，而不能把電子的運動看成一個具有確定坐標的質(zhì)點的軌道運動。當(dāng)原子處于不同的狀態(tài)時，電子在各處出現(xiàn)的概率