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文档简介

1、第四节 氢原子的能级结构,2009.4.29,本节核心问题：,1.氢原子的玻尔理论（3个） 2.能级概念和能级的计算 3.能级图及其对氢原子光谱的解释,1.氢原子的玻尔理论（3个假设）：,问题：氢原子的光谱是分立的，这是为什么？为解决这个问题，玻尔可谓费尽心机,1）定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态中的原子是稳定的，电子虽然在旋转，但它不会向外辐射能量,定态之一：近核运动 此时原子能量为Em,定态之二：远核运动 此时原子能量为En,2）跃迁假设：原子从一种能量是Em的定态跃迁到的能量是En另一种定态时，它要吸收或放出一定频率的光子，光子能量由两定态的能量差决定，即 h

2、=IEm-EnI,电子从一个轨道变到另一个轨道，不是以螺旋线的形式变化的，而是突变-以跳跃的方式变化的，因此玻尔把这现象叫“跃迁”,想一想，何时会吸收光子？何时会放出光子？,3）量子化假设：电子的运行轨道不是连续的，而是分立的，电子的可能轨道可用公式表示： rn=n2r1 式中r1=0.53*10-10m 叫电子第一轨道。,电子轨道只能是特殊值的情况叫做轨道量子化,2.氢原子能量公式：,1.电子动能：,Ek=1/2mv2,电子绕核做圆周运动,mv2/r=ke2/r2,故Ek=1/2ke2/r,2.原子势能,Ep=q=-e,=kQ/r=ke/r,故Ep=-ke2/r,由此可见，离核越远，电子动能

3、越小，势能越大，总能量越大。电子r时，E=0 为最大能量，此状态叫电离态。,氢原子总能量E总=-1/2ke2/r,选无穷远处电势能为零，则 E=Ek+Ep=-1/2ke2/r=.=-Rhc/n2,记住能量公式：En=E1/n2,当n=1时, 代入数值得E1=-Rhc=-13.6ev， 此状态能量最低，叫基态.,于是，E2=-13.6/4=-3.4ev, E3=-13.6/9=-1.51ev, E4=-13.6/16=-0.85ev, E5=-13.6/25=-0.54ev, E=0 ，原子的最大能量值,2.氢原子能量公式：,能量取某些值的现象叫能量量子化,3.能级：各状态的能量值叫能级。 （能级名称把能量不连续这一特点体现出来了）,基态,第一激发态,第二激发态,第三激发态,电离态,4.能级图：用图来表示各状态的能量关系,5.用能级图解释氢原子光谱规律（重点）：,巴耳末系,习题讨论：课本63练习题,1.一个处于第二激发态的氢原子，它最多可放出多少个光子？,2个,2.一群处于第二激发态的氢原子，它们最多可放出多少个光子？,3个,3.一群氢原子从n=5的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有多少条？,C52=10条,4.处于基态的氢原子在某种单色光的照射下，只能发出频率为v1 、v2、 v3三种光，且 v1 v2v3 ，则该照射光的光子能量是多少？,hv3

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