人教版(新教材)高中物理选择性必修3学案2：4 4 第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子模型

人教版(新教材)高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE14.4第1课时氢原子光谱和玻尔的原子模型〖素养目标〗1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念2.知道氢原子光谱的实验规律3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征4.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容．〖知识梳理〗知识点一、光谱1．定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱．(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱．(3)吸收光谱：连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱3．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．(2)优点：灵敏度高．知识点二、氢原子光谱的实验规律1.氢原子的光谱（可见光）氢原子只能发出一系列特定波长的光，氢原子光谱是不连续的线状谱。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意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．3.氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。知识点三、经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难．(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象．知识点四、玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化(1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动．(2)电子绕核运动的轨道是量子化的．(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，且不产生电磁辐射．2．定态当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫做基态，其他的能量状态叫做激发态．3．频率条件当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝Em－En，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件．〖典例精析〗例1．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系，帕邢系等，其中赖曼系的表达式为，求赖曼系中波长最长的波对应的频率．例2．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线的波长为．（1）试推算里德伯常量的值．（2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量．（）例3．如图所示，某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3．a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，下列判断正确的是．A．E1>E2>E3 B．(E3-E2)>(E2-E1) C．b光的波长最长 D．c光的频率最高〖素养作业〗1关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成B．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状谱C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱D．进行光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱2(多选)下列说法中正确的是()A．进行光谱分析，可以用线状谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而迅速C．使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气，取得吸收光谱，就可以对前者的化学组成进行分析D．摄下月球的光谱，可以分析出月球是由哪些元素组成的3巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3，4，5，…)，在氢原子光谱可见光区(巴耳末系的前四条谱线在可见光区)，最长波长与最短波长之比为()A.eq\f(8,5) B.eq\f(9,5) C.eq\f(4,3) D.eq\f(9,8)4(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是()A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论5(多选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，正确的是()A．电子绕原子核运动，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，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

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁例1．〖答案〗〖解析〗对于赖曼系，当时对应光的波长最长波长的光对应的频率为例2．〖答案〗（1）（2）〖解析〗（1）巴耳末系中第一条谱线为时，即（2）巴耳末系中第四条谱线对应，则例3．〖答案〗D〖解析〗AB.结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为：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，那么对应的能量最大，而对应的能量最小，因：且则有故AB错误；CD.又光的频率最高，光的波长最长，故C错误，D正确．〖素养作业〗1〖解析〗A错：太阳光谱是吸收光谱，这是由于太阳内部发出的强光经过太阳大气层时产生的．B错：霓虹灯内是稀薄气体，因此光谱是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续谱．C对：强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时，某些频率的光被吸收，形成吸收光谱．D错：发射光谱可以分为连续谱和线状谱，而光谱分析中只能用线状谱．〖答案〗C2〖解析〗由于每种元素都有自己的特征谱线，因此，可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．所以光谱分析可以用线状谱或者吸收光谱．吸收光谱分析的是低温蒸气物质的化学组成．月球的光谱是太阳的反射光谱，故不能分析月球是由哪些元素组成的．〖答案〗AB3〖解析〗在巴耳末系中，根据eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))知，当n＝3时，光子能量最小，波长最大，有eq\f(1,λmax)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))＝eq\f(5R∞,36)；当n＝6时，光子能量最大，波长最小，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〗根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核