高三物理选修3-5配套复习课件6

高中物理·选修3-5·粤教版第四节原子的能级结构高中物理·选修3-5·粤教版第四节原子的能级结构1[目标定位]1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.2.了解能级跃迁伴随着能量变化，知道能级跃迁过程中吸收或放出光子.3.能通过能级跃迁解释巴耳末系．[目标定位]1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态2一、能级结构猜想1．由氢原子光谱是分立的，我们猜想原子内部的能量也是______的．2．原子内部不连续的能量称为原子的____，原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做_____．3．能级跃迁中的能量关系：___________．由此可知原子在跃迁前、后的能级分别为Em和En，若原子由高能级向低能级跃迁，这个过程中_____光子，若原子由低能级向高能级跃迁，这个过程需吸收特定频率的_____或通过其他途径获得_____．不连续能级hν＝Em－En辐射光子能量跃迁一、能级结构猜想不连续能级hν＝Em－En辐射光子能量跃迁3二、氢原子的能级2．能级状态 (1)基态：在正常状态下氢原子处于____的能级E1(n＝1)，这个最低能级对应的状态称为基态，氢原子在基态的能量为________． (2)激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到____的能级E2、E3……上，这些能级对应的状态称为激发态．量子化的量子数最低－13.6eV较高二、氢原子的能级量子化的量子数最低－13.6eV较高4 (3)跃迁：处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子形式向外辐射，原子辐射出的光子的能量等于两能级间的______，即hν＝Em－En(m>2)．能量差 (3)跃迁：处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级5三、氢原子的能级图和氢光谱线系的形成1．氢原子能级图 如图3－4－1所示

图3－4－1三、氢原子的能级图和氢光谱线系的形成62．氢光谱线系的形成 能级间的跃迁产生不连续的____，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个____，如巴耳末线系是氢原子从n＝3、4、5……等能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光谱.谱线线系2．氢光谱线系的形成谱线线系7一、对能级结构的理解1．轨道量子化 (1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值． (2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数．一、对能级结构的理解82．能量量子化 (1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的． (2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6eV. (3)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．2．能量量子化93．跃迁3．跃迁10【例1】(双选)(2014·广州高二检测)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是 () A．核外电子运动轨道半径可取任意值 B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差 决定，即hν＝|Em－En| D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量， 也可能吸收能量 答案BC【例1】(双选)(2014·广州高二检测)按照玻尔原子理论11 解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误． 解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不12针对训练1(单选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错误的是 () A．电子绕原子核做加速运动，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，一定 要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 答案D针对训练1(单选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错误的13二、原子能级和能级跃迁的理解1．原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，吸收(或放出)能量为hν的光子(h是普朗克常量)，这个光子的能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En(m>n)．若m→n，则辐射光子，若n→m，则吸收光子．二、原子能级和能级跃迁的理解14【例2】(双选)(2014·山东卷)氢原子能级如 图3－4－2所示，当氢原子从n＝3跃迁到 n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以 下判断正确的是 () A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时， 辐射光的波长大于656nm B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子图3－4－2 从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生3种谱线 D．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁 到n＝3的能级【例2】(双选)(2014·山东卷)氢原子能级如15

答案CD 答案CD16 借题发挥1.一个氢原子和一群氢原子问题 (1)如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为(n－1)种． (3)若知道每条发光的能量或频率，可根据已知情况判定光线所在区域． 借题发挥1.一个氢原子和一群氢原子问题17 2．跃迁与电离问题 原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6eV，只要能量等于或大于13.6eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大． 2．跃迁与电离问题18针对训练2如图3－4－3所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．

图3－4－3针对训练2如图3－4－3所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁19 答案12.75eV跃迁图见解析图 解析氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，满足：hν＝En－E2＝2.55eV En＝hν＋E2＝－0.85eV 所以n＝4 基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供 ΔE＝E4－E1＝12.75eV. 答案12.75eV跃迁图见解析图20 跃迁图如图所示： 跃迁图如图所示：21再见再见22高中物理·选修3-5·粤教版第四节原子的能级结构高中物理·选修3-5·粤教版第四节原子的能级结构23[目标定位]1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.2.了解能级跃迁伴随着能量变化，知道能级跃迁过程中吸收或放出光子.3.能通过能级跃迁解释巴耳末系．[目标定位]1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态24一、能级结构猜想1．由氢原子光谱是分立的，我们猜想原子内部的能量也是______的．2．原子内部不连续的能量称为原子的____，原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做_____．3．能级跃迁中的能量关系：___________．由此可知原子在跃迁前、后的能级分别为Em和En，若原子由高能级向低能级跃迁，这个过程中_____光子，若原子由低能级向高能级跃迁，这个过程需吸收特定频率的_____或通过其他途径获得_____．不连续能级hν＝Em－En辐射光子能量跃迁一、能级结构猜想不连续能级hν＝Em－En辐射光子能量跃迁25二、氢原子的能级2．能级状态 (1)基态：在正常状态下氢原子处于____的能级E1(n＝1)，这个最低能级对应的状态称为基态，氢原子在基态的能量为________． (2)激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到____的能级E2、E3……上，这些能级对应的状态称为激发态．量子化的量子数最低－13.6eV较高二、氢原子的能级量子化的量子数最低－13.6eV较高26 (3)跃迁：处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子形式向外辐射，原子辐射出的光子的能量等于两能级间的______，即hν＝Em－En(m>2)．能量差 (3)跃迁：处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级27三、氢原子的能级图和氢光谱线系的形成1．氢原子能级图 如图3－4－1所示

图3－4－1三、氢原子的能级图和氢光谱线系的形成282．氢光谱线系的形成 能级间的跃迁产生不连续的____，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个____，如巴耳末线系是氢原子从n＝3、4、5……等能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光谱.谱线线系2．氢光谱线系的形成谱线线系29一、对能级结构的理解1．轨道量子化 (1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值． (2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数．一、对能级结构的理解302．能量量子化 (1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的． (2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6eV. (3)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．2．能量量子化313．跃迁3．跃迁32【例1】(双选)(2014·广州高二检测)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是 () A．核外电子运动轨道半径可取任意值 B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差 决定，即hν＝|Em－En| D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量， 也可能吸收能量 答案BC【例1】(双选)(2014·广州高二检测)按照玻尔原子理论33 解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误． 解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不34针对训练1(单选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错误的是 () A．电子绕原子核做加速运动，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，一定 要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 答案D针对训练1(单选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错误的35二、原子能级和能级跃迁的理解1．原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，吸收(或放出)能量为hν的光子(h是普朗克常量)，这个光子的能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En(m>n)．若m→n，则辐射光子，若n→m，则吸收光子．二、原子能级和能级跃迁的理解36【例2】(双选)(2014·山东卷)氢原子能级如 图3－4－2所示，当氢原子从n＝3跃迁到 n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以 下判断正确的是 () A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时， 辐射光的波长大于656nm B．用波长为325nm的光照射，可使氢原子图3－4－2 从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生3种谱线 D．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁 到n＝3的能级【例2】(双选)(2014·山东卷)氢原子能级如37

答案CD 答案CD38 借题发挥1.一个氢原子和一群氢原子问题 (1)如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为(n－1)种． (3