第4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课件-2025-2026学年高二下学期物理选择性必修第三册

第四章

原子结构和波粒二象性第4节

氢原子光谱和玻尔的原子模型图解课标要点

物质发光虽然有多种方式，但本质上都是由它们的原子内部的状态变化而产生的。研究物质发光也就成为研究原子结构的线索之一。由于氢是最轻的元素，且光谱相对简单，所以人们对氢原子光谱进行了许多研究。学思用·典例详解例1-1

（多选）关于光谱，下列说法正确的是(

)ACDA.炽热的液体发射连续谱B.发射光谱一定是连续谱C.线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱【解析】炽热的液体发射的光谱为连续谱，选项A正确。发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，选项B错误。线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C正确。霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，选项D正确。【学会了吗丨变式题】1.（多选）对原子光谱，下列说法正确的是(

)ACA.线状谱和吸收光谱可用于光谱分析B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D.连续谱可以用来鉴别物质中含哪些元素【解析】线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误。

A

例3-3

（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(

)BCA.经典电磁理论可以解释原子的稳定性B.根据经典电磁理论知，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后坠落到原子核上C.根据经典电磁理论知，原子光谱应该是连续的D.对氢原子光谱的分析彻底否定了经典电磁理论【解析】根据经典电磁理论知，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后坠落到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的。对氢原子光谱的分析只是证明经典电磁理论不适用于对微观现象的解释，并没有完全否定经典电磁理论。综上，选项B、C正确。【想一想丨问题质疑】卢瑟福的原子模型与玻尔的原子模型有哪些相同点和不同点？

例4-4

（多选）关于玻尔理论，以下论断正确的是(

)ADA.原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B.当原子处于激发态时，原子向外辐射能量C.只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量D.不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量【解析】由轨道量子化假设知A正确；根据能级假设和频率条件知不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以B、C错误，D正确。

C

图4-4-3

BC

图4-4-4

B

【解析】例6-8

根据玻尔理论，下列说法正确的是(

)AA.当氢原子处于定态时不向外辐射能量B.氢原子向较低能级跃迁时释放光子，其电势能的减少量等于动能的增加量C.氢原子可以吸收任意能量的光子D.电子没有确定轨道，只存在电子云【解析】氢原子具有的稳定能量状态称为定态，此时不向外辐射能量，故A正确；氢原子向较低能级跃迁时释放光子，其电势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；原子的能量状态与电子绕核运动的圆轨道相对应，而电子可能轨道的分布是不连续的，当电子进行轨道跃迁时才辐射或吸收能量，所以氢原子只能吸收特定频率的光子的能量，故C错误；玻尔理论并未引入电子云概念，故D错误。方法帮

解题课丨关键能力构建题型1

玻尔原子模型及定态问题分析

（1）求氢原子处于基态时电子的动能和原子的电势能；

（2）用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离。

【学会了吗丨变式题】图4-4-5

BC

【解析】

题型2

氢原子能级及原子跃迁问题分析例10

如图4-4-6所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是(

)D图4-4-6

信息提取析题意

破题点破题关键氢原子吸收光子跃迁光子的能量必须等于两能级的能量差。恰好发生光电效应入射光频率恰好等于金属的极限频率。光电子的最大初动能

【学会了吗丨变式题】

B

【解析】

选项分析正误选项分析正误A玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但无法解释复杂原子的光谱现象。C选项分析正误选项分析正误B食盐被灼烧时，钠原子吸收能量达到高能级。√D太阳光谱中有黄光，并不能说明太阳中有钠元素，有钠的特征光谱才能说明太阳中有钠元素。续表提素养

深度学习微专题

原子能级跃迁规律的应用类型1

玻尔原子结构理论的频率条件的应用

D

【解析】

类型2

原子能级跃迁的能量计算图4-4-7

类型3

原子能级跃迁的谱线分析

AC

类型4

玻尔假设的迁移与应用

C

高考帮

考试课丨核心素养聚焦考情揭秘素养点击基本考查点氢原子光谱实验规律，玻尔假设及玻尔原子模型等。1.通过分析氢原子光谱实验规律，认识理论和实验的关系，感悟玻尔理论在推动科学发展中的重要作用。2.了解玻尔理论的基本假设，掌握氢原子跃迁规律，能运用玻尔理论分析求解相关问题。热点及难点玻尔原子模型及能级图，能级跃迁相关问题。题型及难度一般以选择题或填空题形式出现，难度中等偏易。高考中地位原子物理的核心内容，也是高考命题的热点。考向

考查氢原子能级跃迁相关问题类型1

求解能级跃迁时辐射光的种类图4-4-8

BA.1种

B.2种

C.3种

D.4种【解析】

概念、规律理解应用命题探源本题改编于教材第98页“复习与提高”B组第2题，两题在考点和考法上较为类似。素养探源核心素养考查途径科学思维本题以大连相干光源为素材，考查氢原子能级结构、能级公式等知识点，重点考查考生的理解能力。类型2

能级跃迁与能级图的综合应用图4-4-9

A

本题考查氢原子能级跃迁问题，要求考生理解能级图，会计算跃迁时辐射（或吸收）光子的能量，考查对基本知识的理解与应用。【解析】

选项分析正误A√BCD【类题链接丨变式题】图4-4-10

BD

新考法

创新设问考法解读

高考物理关注对考生思维品质的考查，通过创新问题情境和设问等方式，着重培养考生的高阶思维能力。高考物理创新设问的方式主要有：改变常规设问角度、设置半开放性问题、融合多模块知识、创设新颖情境等。如2025年北京卷第20题（2）（3）问，通过创新设问，深入考查了考生对学科本质的理解、思想方法的迁移应用和模型建构等关键能力。图4-4-11

图4-4-12【解析】

（图像法）

.

.

（平均值法）

图4-4-13

练习帮

习题课丨学业质量测评A

基础练丨知识测评建议时间：12分钟1.(2025·浙江杭州市余杭中学月考)核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认识的演变史，下列说法正确的是(

)A.德布罗意基于电子的发现事实建构了枣糕模型B.卢瑟福建构的行星模型（核式结构模型）不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构C.玻尔基于行星模型（核式结构模型）和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广D.基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值√【解析】2.（多选）玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(

)ABCA.原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）光子的频率一定D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率

A

4.(2025·安徽省名校教研联盟模拟)如图所示的高光谱仪能又快又准地鉴别毒豆芽。检测时，将一束光近距离照射在物体上，靠反射回来的光谱信息进行分析判断。下列说法错误的是(

)CA.每一种原子都有自己独特的光谱特征B.检测原理：先提取原始物质的光谱信息再通过检测物与光谱库数据的比对分析来完成C.光谱检测只能检测高温稀薄气体中游离态原子的光谱D.物质中的原子吸收光的能量跃迁到高能级再回到较低能级时能发出自己独特的光谱【解析】选项分析正误A每一种原子都有自己独特的光谱特征。√B检测原理：先提取原始物质的光谱信息再通过检测物与光谱库数据的比对分析来完成。√C由题意可知，光谱检测可以检测反射回来的光谱。D物质中的原子吸收光的能量跃迁到高能级再回到较低能级时能发出自己独特的光谱。√

B

BD

B

综合练丨选考通关建议时间：15分钟7.氢原子处于各个定态时的能量值，包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由内层轨道跃迁到外层轨道时(

)DA.氢原子释放能量，电子的动能增加，系统电势能减小B.氢原子吸收能量，电子的动能增加，系统电势能增加C.氢原子释放能量，电子的动能减小，系统电势能减小D.氢原子吸收能量，电子的动能减小，系统电势能增加

8.北