人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學案2：4 4 第1課時 氫原子光譜和玻爾的原子模型

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE14.4第1課時氫原子光譜和玻爾的原子模型〖素養(yǎng)目標〗1.了解光譜、連續(xù)譜和線狀譜等概念2.知道氫原子光譜的實驗規(guī)律3.知道經(jīng)典物理的困難在于無法解釋原子的穩(wěn)定性和光譜分立特征4.知道玻爾原子理論基本假設的主要內(nèi)容．〖知識梳理〗知識點一、光譜1．定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜．2．分類(1)線狀譜：由一條條的亮線組成的光譜．(2)連續(xù)譜：由連在一起的光帶組成的光譜．(3)吸收光譜：連續(xù)譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后的光譜3．光譜分析(1)定義：利用原子的特征譜線來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分．(2)優(yōu)點：靈敏度高．知識點二、氫原子光譜的實驗規(guī)律1.氫原子的光譜（可見光）氫原子只能發(fā)出一系列特定波長的光，氫原子光譜是不連續(xù)的線狀譜。2.巴耳末公式①公式：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)．②意義：巴耳末公式以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜，即輻射波長的分立特征．3.氫光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關系式。知識點三、經(jīng)典理論的困難(1)用經(jīng)典(電磁)理論在解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征時遇到了困難．(2)經(jīng)典理論可以很好地應用于宏觀物體，但不能用來解釋原子世界的現(xiàn)象．知識點四、玻爾原子理論的基本假設1.軌道量子化(1)原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運動．(2)電子繞核運動的軌道是量子化的．(3)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，且不產(chǎn)生電磁輻射．2．定態(tài)當電子在不同軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫做能級，原子具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)．能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其他的能量狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)．3．頻率條件當電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(其能量記為En，m＞n)時，會放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝Em－En，這個式子被稱為頻率條件，又稱輻射條件．〖典例精析〗例1．氫原子光譜除了巴耳末系外，還有賴曼系，帕邢系等，其中賴曼系的表達式為，求賴曼系中波長最長的波對應的頻率．例2．已知氫原子光譜中巴耳末線系第一條譜線的波長為．（1）試推算里德伯常量的值．（2）利用巴耳末公式求其中第四條譜線的波長和對應光子的能量．（）例3．如圖所示，某原子的三個能級的能量分別為E1、E2和E3．a(chǎn)、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，下列判斷正確的是．A．E1>E2>E3 B．(E3-E2)>(E2-E1) C．b光的波長最長 D．c光的頻率最高〖素養(yǎng)作業(yè)〗1關于光譜和光譜分析，下列說法正確的是()A．太陽光譜是連續(xù)譜，分析太陽光譜可以知道太陽內(nèi)部的化學組成B．霓虹燈和煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜，都是線狀譜C．強白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽，形成的是吸收光譜D．進行光譜分析時，可以利用發(fā)射光譜，也可以用吸收光譜2(多選)下列說法中正確的是()A．進行光譜分析，可以用線狀譜，也可以用吸收光譜B．光譜分析的優(yōu)點是非常靈敏而迅速C．使一種物質(zhì)發(fā)出的白光通過另一種物質(zhì)的低溫蒸氣，取得吸收光譜，就可以對前者的化學組成進行分析D．攝下月球的光譜，可以分析出月球是由哪些元素組成的3巴耳末系譜線波長滿足巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3，4，5，…)，在氫原子光譜可見光區(qū)(巴耳末系的前四條譜線在可見光區(qū))，最長波長與最短波長之比為()A.eq\f(8,5) B.eq\f(9,5) C.eq\f(4,3) D.eq\f(9,8)4(多選)關于經(jīng)典電磁理論與氫原子光譜之間的關系，下列說法正確的是()A．經(jīng)典電磁理論很容易解釋原子的穩(wěn)定性B．根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動時，電子會不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上C．根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子光譜應該是連續(xù)的D．氫原子光譜徹底否定了經(jīng)典電磁理論5(多選)下列與玻爾理論有直接關系的敘述中，正確的是()A．電子繞原子核運動，但并不向外輻射能量，這時原子的狀態(tài)是穩(wěn)定的B．原子的一系列能量狀態(tài)是不連續(xù)的C．原子從一個能量狀態(tài)躍遷到另一個能量狀態(tài)時，吸收或放出某一頻率的光子D．氫原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1．〖答案〗〖解析〗對于賴曼系，當時對應光的波長最長波長的光對應的頻率為例2．〖答案〗（1）（2）〖解析〗（1）巴耳末系中第一條譜線為時，即（2）巴耳末系中第四條譜線對應，則例3．〖答案〗D〖解析〗AB.結合題圖和電子躍遷時發(fā)出的光子的能量為：可知，能量差等于光子的能量，能量差等于光子的能量，能量差等于光子的能量，那么對應的能量最大，而對應的能量最小，因：且則有故AB錯誤；CD.又光的頻率最高，光的波長最長，故C錯誤，D正確．〖素養(yǎng)作業(yè)〗1〖解析〗A錯：太陽光譜是吸收光譜，這是由于太陽內(nèi)部發(fā)出的強光經(jīng)過太陽大氣層時產(chǎn)生的．B錯：霓虹燈內(nèi)是稀薄氣體，因此光譜是線狀譜，而煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜是連續(xù)譜．C對：強白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時，某些頻率的光被吸收，形成吸收光譜．D錯：發(fā)射光譜可以分為連續(xù)譜和線狀譜，而光譜分析中只能用線狀譜．〖答案〗C2〖解析〗由于每種元素都有自己的特征譜線，因此，可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學組成．所以光譜分析可以用線狀譜或者吸收光譜．吸收光譜分析的是低溫蒸氣物質(zhì)的化學組成．月球的光譜是太陽的反射光譜，故不能分析月球是由哪些元素組成的．〖答案〗AB3〖解析〗在巴耳末系中，根據(jù)eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))知，當n＝3時，光子能量最小，波長最大，有eq\f(1,λmax)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))＝eq\f(5R∞,36)；當n＝6時，光子能量最大，波長最小，有eq\f(1,λmin)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,62)))＝eq\f(2R∞,9).所以eq\f(λmax,λmin)＝eq\f(8,5).〖答案〗A4〖解析〗根據(jù)經(jīng)典電磁理論：電子繞原子核轉(zhuǎn)動時，電子會不斷釋放能量，最后被吸附到原子核