第四章原子結構和波粒二象性

人教版（2019）選修第三冊4.4

氫原子光譜和玻爾的原子模型1.了解光譜、線狀譜、連續譜、特征譜線等概念。2.知道氫原子光譜的實驗規律3.了解能級、頻率條件以及基態、激發態等概念。知道玻爾原子理論基本假設。4.能應用玻爾的原子理論解釋氫原子光譜。5.了解玻爾模型的不足之處及其原因。學習目標把食鹽放在火中灼燒，會發出黃色的光。食鹽為什么發黃光而不發其他顏色的光呢導入新課【光譜的形成】棱鏡觀察光譜的實驗裝置一、光譜光譜分析儀氣體放電管金屬導桿感應圈1.連續譜特點：⑵特點：⑴產生：2.線狀譜稀薄氣體發光形成的光譜光譜是一條條不連續的亮線連續分布，一切波長的光都有。700nm600nm500nm400nm原子的特征譜線●每一種原子都有自己的特征光譜

●不同原子，其特征光譜不同

實例：幾種光譜3.光譜分析⑴優點⑵應用根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成非常靈敏、迅速

檢查物質純度、發現新元素和研究天體的化學組成。原子的特征譜線原子光譜分析●每一個n值分別對應一條譜線●體現原子光譜波長具有分立特性二、氫原子光譜的實驗規律公式意義：巴耳末系是氫光譜在可見光區的譜線,其波長公式：R∞為里德伯常量氫原子光譜的其它線系紅外區還有三個線系帕邢系布喇開系普豐特系萊曼線系

紫外線區經典理論解釋原子穩定性和原子光譜現象三、經典理論的困難困難1：無法解釋原子的穩定性困難2：無法解釋原子光譜的分立性事實：經典理論的困難：原子是穩定的；輻射電磁波頻率只是某些確定值。核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續變小經典理論認為：●原子不穩定●輻射電磁波頻率連續變化會導致:1.軌道量子化與定態

●繞核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數值。+rnvn=1n=2n=3-●電子在軌道繞核轉動是穩定的，不產生電磁輻射。⑴軌道量子化四、玻爾原子理論的基本假設分別針對原子核式結構模型和原子的穩定性⑵定態②定態：原子具有確定能量的穩定狀態基態：能量最低的狀態(離核最近)激發態：其他的能量狀態①能級：原子的能量與量子化軌道相對應，原子的能量也只能取一系列特定值，這些量子化的能量值稱為能級。最穩定2.頻率條件低能級（En）高能級（Em）電子輻射光子(原子能量減少)躍遷電子吸收光子(原子能量增加)電子吸收和發射光子滿足的頻率條件mn+-針對原子光譜是線狀譜提出思考⑴巴耳末公式描述的幾種波長的光

應是怎樣產生的？⑵處于第三能級（第二激發態）的

氫原子可能發出幾種波長的光？五、玻爾理論對氫光譜的解釋1.解釋巴耳末系公式⑴氣體導電發光●處于基態的原子，受到電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發態，處于激發態的原子會自發地向能量較低的能級躍遷，放出光子，最終回到基態。⑵氫原子光譜的不連續性⑶不同原子具有不同的特征譜線●不同的原子具有不同的結構，能級各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同。●躍遷時發射光子的能量：能級分立光子能量分立光譜為不連續亮線2.解釋下列現象【分析】針對練1下面關于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是(

)A.原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量

B.原子中，雖然核外電子不斷做加速運動，但只要能量狀態不改變，

就不會向外輻射能量

C.原子從一種定態躍遷到另一種定態時，一定要輻射一定頻率的光子

D.原子的每一個能量狀態都對應一個電子軌道，并且這些軌道是不連續的C針對練2如圖所示為氫原子能級圖。大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時發出不同頻率的光。用這些光照射金屬鈣。已知金屬鈣的逸出功為3.20eV。能夠從金屬鈣的表面照射出光電子的光共有(

)A.2種 B.3種C.4種 D.5種BE1=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,E2=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,E3=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,E4=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV,E5=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,E6=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV,1.成就●將量子觀念引入原子領域

●提出了定態和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜的實驗規律。2.局限性保留了粒子經典粒子的觀念，把電子的運動看作經典力學描述下的軌道運動。3.電子云六、玻爾理論的局限性量子力學如何看待電子的運動？自主學習課本P89指出玻爾理論的成就和局限性以及怎樣突破局限性的氫原子光譜