高中物理 第三章 第四節(jié) 原子的能級結(jié)構(gòu)課件 粵教版選修35

第四節(jié)第四節(jié)原子的能級結(jié)構(gòu)原子的能級結(jié)構(gòu)知識點 1 能級結(jié)構(gòu)猜想1定態(tài)假設(shè)：原子光譜是不連續(xù)的，猜想原子內(nèi)部的能量是不連續(xù)的，我們把原子內(nèi)部不連續(xù)的能量稱為原子的能級，_玻爾提出了在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)原子從一個能級變化到另一能級的過程叫做躍遷2軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)對應(yīng)電子的不同運行軌道，由于原子能量狀態(tài)的不連續(xù)，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的3能量量子化假設(shè)及躍遷原理：原子從一個能量為 Em 的定態(tài)躍遷到另一能量為 En 的定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率為的光子，光子的能量由兩種定態(tài)的能量差決定：_.hEmEn知識點 2 玻爾理論對氫原子光譜的解釋1基態(tài)和激發(fā)態(tài)(1)基態(tài)：在正常狀態(tài)下，原子處于_，這時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)，叫基態(tài)(2)激發(fā)態(tài)：原子處于_時，電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運動，這種定態(tài)，叫激發(fā)態(tài)2原子發(fā)光原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過程原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級能量之差最低能級較高能級知識點 3 盧瑟福模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾按照經(jīng)典物理學(xué)的理論，如果帶電粒子做變速運動，包括振動和圓周運動，粒子一定以電磁波的形式向外輻射能量，輻射的頻率等于振動或圓周運動的頻率，而這種理論在解釋實驗現(xiàn)象時遇到了矛盾1原子的穩(wěn)定性電子繞核旋轉(zhuǎn)，做的是一種變加速運動，按照經(jīng)典物理學(xué)的理論，就要向外輻射電磁波，由于能量不斷向外輻射，就會使得電子繞核運動的軌道半徑不斷減小，這樣電子就會沿著螺旋線落在原子核上，因而原子將是不穩(wěn)定的，但事實上原子通常是穩(wěn)定的2原子光譜是線狀譜按照經(jīng)典電磁理論，電子繞核運動時輻射的電磁波頻率也將隨著圓周運動頻率的增大而不斷增大，這樣大量原子發(fā)光時，所發(fā)射的光應(yīng)包含各種頻率的光，而不應(yīng)是單一頻率的光，但實際上原子光譜是線狀譜，即所發(fā)出的光的頻率是不連續(xù)的為解決以上矛盾，丹麥青年物理學(xué)家玻爾在前人學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論應(yīng)用于原子系統(tǒng)中，提出了新的原子理論玻爾原子理論【例題】氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過程中()A原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大B原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小C原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小D原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大根據(jù)庫侖力做功的正負(fù)庫侖力做正功(電子從離核較遠(yuǎn)的軌道被“吸”到離核較近的軌道)，電勢能減小；庫侖力做負(fù)功( 電子從離核較近的軌道克服庫侖力運動到離核較遠(yuǎn)的軌道)，電勢能增加根據(jù)各能級能量的關(guān)系電子在離核不同距離的軌道上運動時，整個原子系統(tǒng)的總能量等于電子繞核運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和，即 EnEknEpn，離核越遠(yuǎn)時(即量子數(shù) n 越大)，原子系統(tǒng)的總能量 En 越大，而電子的動能 Ekn 越小，可見，系統(tǒng)的電勢能 Epn 一定越大所以，本題正確答案是 D.答案：D1圖 341 是氫原子第 1、2、3 能級的示意圖處于基態(tài)的氫原子吸收了一個光子 a 后，從基態(tài)躍遷到第 3 能級然后該氫原子自發(fā)地放出一個光子 b 后，由第 3 能級躍遷到第 2能級；接著又自發(fā)地放出一個光子 c 后，由第 2 能級躍遷到第1 能級.設(shè) a、b、c 三個光子的頻率依次為1、2、3,波長依)次為1、2、3，下列說法中正確的是 (圖 341Aa、b、c 三個光子都是可見光光子B123C123D123解析：只有b是可見光，三個光子的能量顯然滿足 h1h2h3，正確答案應(yīng)為 B.答案：B題型 1氫原子躍遷過程中能量變化問題【例題】(雙選)氫原子輻射一個光子后，根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是()A電子的動能減少，電勢能增大B電子的動能增大，電勢能減少C電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑減少，周期變小D電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑減小，周期變大答案：BC1(雙選)處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子后()CDA電子繞核軌道半徑減小B電子動能增大C氫原子的電勢能增大D氫原子的總能量增加解析：吸收光子，總能量增加，原子由低能級向高能級躍遷，軌道半徑增大，動能減小，電勢能增大題型 2躍遷與光譜線【例題】一個氫原子的電子從半徑為 ra的軌道，自發(fā)地直接躍遷到一半徑為 rb的軌道，已知 rarb，在此過程中()A原子發(fā)出一系列頻率的光子DB原子要吸收一系列頻率的光子C原子要吸收某一頻率的光子D原子要發(fā)出某一頻率的光子解析：因為是從高能級向低能級躍遷，所以應(yīng)放出光子，題中“直接”從一能級躍遷到另一能級，只對應(yīng)某一能級差，故只能發(fā)出某一頻率的光子2(2011 年深圳一模)已知金屬鉀的逸出功為 2.22 eV，氫原子的能級如圖 342 所示，一群處在 n3 能級的氫原子向低)能級躍遷時，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光波共有(圖 342A一種B兩種C三種D四種B