氢原子光谱和玻尔的原子模型+高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

4.4氢原子光谱

和

玻尔的原子模型把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发其他颜色的光呢?发出的黄光是钠原子能级跃迁造成的。焰色反应，钠离子燃烧火焰为黄色，每种金属离子有不同的颜色。P84光谱的形成P84P85发射的线状谱、吸收光谱均可

光谱发射光谱定义：由发光体直接产生的光谱连续谱:炽热的固体、液体和高压气体发光形成线状谱:（原子光谱）稀薄气体或金属蒸气发光形成的光谱,一些不连续的明线组成，不同元素的线状谱不同吸收光谱定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱产生条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的光谱形式：连续光谱背景上出现一些暗线（与特征谱线相对应）（明线光谱）氢的发射光谱氢的吸收光谱太阳光谱是吸收光谱，有暗线原子为什么会发光呢？P85氢原子的光谱(可见光)P85

卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α

粒子散射实验。但是，经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。原子不可割汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型否定建立否定建立完美？经典理论的困难核外电子绕核运动辐射电磁波（能量减少）电子轨道半径连续变小原子不稳定辐射电磁波频率连续变化，连续光谱事实上：原子是稳定的辐射电磁波频率只是某些确定值，线状谱经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的分立性（变化的电磁场）P85-86①②普朗克黑体辐射的量子论爱因斯坦的光量子论玻尔原子结构假说P86

假说1：轨道半径：rn=n2r1(r1

=0.53×10-l0

m)+rnn=1n=2n=3v-n=4n=∞P87+rnn=1n=2n=3v-n=4n=∞内层轨道能量低P87E４12345E１E３E２E５E∞低能级（Em）吸收光子克服库仑引力做功，原子能量增加高能级（En）辐射光子，原子能量减少P87+mn-n=1n=2n=3E3基激激

量子数能级图轨道与能级相对应E４12345E１E３E２E５E∞E1E2第1激发态基态电子轨道图

注意：En=Ek+EP随着r增大：En

=Ek+EP氢原子能级图P88巴尔末系n=6n=5n=4n=1n=3n=2(巴尔末系)HδHγHβHα

解释巴耳末公式:

赖曼系巴尔末系帕邢系布喇开系P88玻尔理论还能很好地解释甚至预言氢原子其他谱线系大量氢原子处于

n=4

的激发态，最多可辐射出多少种不同频率的光？思考与讨论处于激发态的原子不稳定，自发地向较低能级跃迁，经过一次（直接跃迁）或几次（间接跃迁）跃迁到达基态。6种E４12345E１E３E２E５E∞大量处于n=3能级的氢原子最多能辐射出几种光？大量处于n=4能级的氢原子最多能辐射出几种光？3种6种氢原子能级图大量氢原子处于n能级：大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出几种光？10种一个氢原子跃迁和一群氢原子跃迁的区别大量氢原子跃迁：①确定氢原子所处能级n②辐射多少种不同频率的光子：③hν＝Em－En(m>n)，计算各种光子的频率.一个处于n能级的氢原子：n-1种

处于基态的原子非常稳定。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。当气体放电管中的气体导电时，其中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，之后自发跃迁到基态并发光，这就是气体导电发光的机理。P88P89自发跃迁（原子发光）氢原子光谱的不连续性(线状谱)原因:P89P89根据量子力学，原子中电子的坐标没有确定的值。因此，我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电子的运动看成一个具有确定坐标的质点的轨道运动。当原子处于不同的状态时，电子在各处出现的概率是不一样的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，人们形象地把它叫作电子云。P90①由低能级到高能级②吸收能量光照射：自发跃迁与受激跃迁的比较①由高能级到低能级②以发出光子的形式释放能量(发光)：hν＝E初－E末.③大量n能级：(1)自发跃迁：（放能/光）(2)受激跃迁：（吸能/光）实物粒子碰撞：①hv＜13.6ev的光子入射光子能量=

两个能级差②

hv

≥13.6ev的光子（吸收光子发生电离）入射粒子能量大于两个能级差即可吸收全吸收或不吸收全吸收或部分吸收电离：电子获得能量脱离原子核束缚成为自由电子（n＝∞）的现象。电离能：氢原子从某一状态跃迁到n＝∞时所需吸收的能量

电离能大小=

氢原子处于各定态时的能级值的绝对值电子从低能级（如基态）向高能级（如第一激发态）跃迁时，需要吸收能量,若给它10.1eV的能量，电子能否发生跃迁？

10.4eV呢？不能若给它大于13.6eV的能量呢？原子能吸收，但吸收后原子发生电离不能从高能级向低能级跃迁（自发跃迁）从低能级向高能级跃迁（受激跃迁）复合光被原子吸收了特定波长的光子后，连续光谱中这些波长的位置上便出现了暗线，这样的光谱叫做吸收光谱。氢原子光谱和玻尔的原子模型目标一光谱目标二氢原子光谱的实验规律目标三玻尔原子理论的基本假设1．定义：用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录．2．分类3．特征谱线：不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线．4．应用：光谱分析(1)连续谱(2)线状谱规律经典理论的困难：既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱．以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征．1．轨道量子化2．定态3．频率条件玻尔理论对氢光谱的解释氢原子能级跃迁目标一玻尔理论对氢光谱的解释目标二能级跃迁的几种情况的对比1.解释氢原子能级图2.解