高考物理氢光谱和能级

1、高考物理氢光谱和能级 氢 光 谱 、 能 级一、玻尔的原子理论三条假设 二、氢原子能级及氢光谱 三. 几个重要的关系式 四. 玻尔理论的局限性 五、氢原子中的电子云 055. 08年佛山市教学质量检测（二）2 gk006. 2008年高考物理广东卷 6 gk009. 2008年高考理综山东卷38(1) 054. 08年北京市海淀区一模试卷13 035. 广东茂名市2007年第二次模考 4 064. 08年福建省十大名校高考模拟试题 5 039. 08年深圳市第一次调研考试2 066. 珠海市2008年高考模拟考试 2 018. 湖南省师大附中0708学年第一次月考 4 052. 2008年北京

2、东城区第一次模拟试题17 057. 广东省汕头市2008年模拟考试6 065. 08年南京一中第三次模拟13(3) gk015. 2008年高考理综四川延考区卷 20 067. 广州市重点中学0708学年度第三次质检 2氢 光 谱 、 能 级一、玻尔的原子理论三条假设 （1）“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能 量状态中,在这些状态中,电子虽做变速运动,但并不向外 辐射电磁波,这样的相对稳定的状态称为定态。 （ 2）“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射 电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐 射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量 差值决定 。 hv=E2-E1

3、 跃迁假设对发光(吸光) 从微观(原子等级)上给出了解释 （3）“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续， 因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满 nh 足 mvr ? ( n ? 1,2 ,3? ) 2? 轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的 原子理论之所以成功的根本原因。二、氢原子能级及氢光谱 （1）氢原子能级: 原子各个定态对应的能量是不连续 的，这些能量值叫做能级。1 能级公式： E n ? 2 E1 ( E1 ? ?13.6eV ) n 2 ?10 半径公式： rn ? n r1 ( r1 ? 0.53? 10 m )（2）氢原子的能级图（3） 氢光谱 在氢光谱

4、中,n=2,3,4,5,向n=1跃迁发光形成赖曼线系 n=3,4,5,6向n=2跃迁发光形成巴耳末线系； n=4,5,6,7向n=3跃迁发光形成帕邢线系； n=5,6,7,8向n=4跃迁发光形成布喇开线系， 其中只有巴耳末线系的前4条谱线落在可见光区域内。三. 几个重要的关系式 （1）能级公式 （2）跃迁公式1 ? 13.6e V E n ? 2 E1 ? n n2 h? ? E2 ? E1（3）半径公式 （4） 动能跟n 的关系 由mv n ke ? 2 rn rn2 2rn ? n2r1 ( r1 ? 0.53? 10?10 m )2 1 ke 1 2 Ekn ? mvn ? ? 2 2

5、2rn n得（5）速度跟n 的关系 v n ?ke2 1 1 ? ? mrn n rn2 ? r 3 n （6）周期跟n的关系 Tn ? ? rn ? n3 vn 关系式（5）（6）跟卫星绕地球运转的情况相似。四. 玻尔理论的局限性：玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了 很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。 牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏 观物体，对于微观粒子的运动，牛顿力学不适用了。五、氢原子中的电子云 对于宏观质点，只要知道它在某一时刻的位置和速 度以及受力情况，就可以应

6、用牛顿定律确定该质点 运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。 对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不 能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。玻尔理 论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。更 加彻底的量子理论认为，我们只能知道电子在原子 核附近各点出现的概率的大小。在不同的能量状态 下，电子在各个位置出现的概率是不同的。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，就像一片云雾一样，可以形象地称之为 电子云。055.08年佛山市教学质量检测（二）2 2.当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时将 ( D )A .辐射光子,获得能量B.吸收光子,获得能量 C.吸收光子

7、,放出能量 D.辐射光子,放出能量gk006.2008年高考物理广东卷 6 6、有关氢原子光谱的说法正确的是 （ B C ）A氢原子的发射光谱是连续谱B氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关gk009.2008年高考理综山东卷38(1)38、 【物理物理35】在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n2能级发出的谱线属于巴耳末线系若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这 群氢原子自发跃迁时最多可发生 的谱线 6 条不同频率054.08年北京市海淀区一模试卷1313大量氢原子处于n4的激发态，当它们向各

8、较 低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下面说法中 正确的是 （ C ） A最多只能放出4种不同频率的光子B从n4能级跃迁到n1能级放出的光子波长最长C从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最大D从n4能级跃迁到n3能级放出的光子波长等于 从n2能级跃迁到n1能级放出的光子波长035.广东茂名市2007年第二次模考 4 4大量氢原子处于n5的激发态，它们自发地跃迁到低能级，在多种可能的跃迁中，设从n5直接跃 迁到n2和从n5跃迁到n1中放出光子的能量分 别为E1和E2，则下面说法正确的是： ( BD ) A从n5跃迁可能放出8种不同频率的光子B在n1的轨道，电子动能最大C在n1的轨道，电子的动能

9、和势能总和最大DE1E2064. 08年福建省十大名校高考模拟试题 55光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n = 3的能级），氢原子吸收光子后，能 发出频率为v1、v2、v3、v4、v5、v6的六种光谱线， 且v1 v2 v3 v4 v5 v6，则E等于（ A ） Ahv1Bhv6Ch(v6 - v1)Dh( v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 )039.08年深圳市第一次调研考试2 2 如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色 光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上， 受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照 射氢原子的单色光的光子能量为 ( D

10、 ) A13.6eV B3.4eV C10.2eV D12.09eV 1 -13.6 n 4 3 2 E（eV） 0 0.85 1.51 3.4066.珠海市2008年高考模拟考试 2 2 如图所示是氢原子的能级图若一群处于 n=3激发态的氢原子跃迁到 n=2激发态时发射出的是红光，则这群处于n=3激发态的氢原子发生跃迁还可能发射出 （ A红外线 B紫外线 C射线 D射线1 -13.6B ）n 5 4 3 2 E/eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.40018.湖南省师大附中0708学年第一次月考 4 4用光子能量为E1光照射到一群处于基态的氢原子， 可以看到三条光谱线，用光子

11、能量为 E2光照射到该群 处于基态的氢原子，就可以看到六条光谱线，对于 E1 、 n E2的比较，下列说法正确的是 E（eV） 0 （右图为氢原子能级图）(C D ) 4 -0.85 3 -1.51 AE2=2 E1 2 -3.4 BE22 E1 CE1 E22 E1 DE2 E112eV -13.6 1 能量为E1光照射，可以看到三条光谱线,则 解： E1 = -1.51 -（-13.6）=12.09eV 能量为E2光照射，可以看到六条光谱线,则 E2 = -0.85 -（-13.6）=12.75eV052.2008年北京东城区第一次模拟试题17 17右图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子

12、 处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外 发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠， 下列说法正确的是 （ D ） A.这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从 n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短 B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从 n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高 C. 金属钠表面所发出的光电子 n=4 -0.85eV n=3 -1.51eV 的初动能最大值为11.11eV -3.40eV n=2 D. 金属钠表面所发出的光电子 的初动能最大值为9.60eV -13.60eV n=1057.广东省汕头市2008年模拟考试6 6图示为氢原子的部分能级图关于

13、氢原子能级 的跃迁，下列叙述中正确的是 ( A C D )A用能量为10.21eV的光子照射，可使处于基态的 氢原子跃迁到激发态 E/eV B用能量为11.0eV的光子照射，可 n 4 -0.85 -1.51 3 使处于基态的氢原子跃迁到激发态 2 -3.40 C用能量为14.0eV的光子照射，可 使处于基态的氢原子电离D大量处于基态的氢原子吸收了能 量为12.10eV的光子后，能辐射3种不 同频率的光 1 -13.61065.08年南京一中第三次模拟13(3) 13(3) (3-5模块) (5分) 有两个质量为m的均处于基态 的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞 . 己知：碰撞前

14、后二者的速度均在一条直线上，碰撞过 程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子 由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁， 并发出光子如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少 需要多大？己知氢原子的基态能量为E1 (E10)。 解： mv0 ? 2mv ,1 1 2 ?E ? mv0 ? ? 2mv 2 2 2 3 ? E ? E 2 ? E1 ? ? E1 4 ? 3 E1 v0 ? mgk015.2008年高考理综四川延考区卷 20 20用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原 子，使这些氢原子被激发到量子数为 n （ n 2 ）的激 发态。此时出现的氢光谱中有 N条谱线，其中波长

15、的 最大值为 ? 。现逐渐提高入射电子的动能，当动能达 到某一值时，氢光谱中谱线数增加到 N条，其中波长 的 最 大 值 变 为 ? ?。 下 列 各 式 中 可 能 正 确 的 是 ： （ AC ） AN= N n BN= N n1C ? ? ? D ? ? ?067.广州市重点中学0708学年度第三次质检 22下列说法中正确的是(BC)A 一群氢原子处于 n=3 的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子B由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根 据原子光谱来鉴别物质 C实际上，原子中的电子没有确定的轨道，但在 空间各处出现的概率具有一定的规律D? 粒子散射实验揭示了原子的可能能量状

16、态是不连续的n En/eV-1.510 -0.54 -0.85氢 原 子 的 能 级 图5 43 2-3.40氢原子的能级E1 En ? 2 n ( E1 ? ?13.6eV )1-13.6氢光谱0.65620.48610.43400.4101 m海尔大学 海尔大学vzg53wcv户！探出头再往旁边看去，院墙已经倒塌了，小院儿内的杂物正接二连三地漂出来耿直还楞在床上，吃惊地问爹和哥哥：“怎么回事？什么声音 啊？”这时，耿英已经三把两把穿好自己的衣服，又赶快跑过来帮弟弟穿。她手忙脚乱地一边帮弟弟扣衣扣，一边简单地对他说：“发大水了！” 耿直听了，吓得一句话也说不出来，赶

17、快推开姐姐跳下床来。耿英着急地对父亲说：“爹，怎么办呀？我们都不会水哇！”耿正此时已经回过神 儿来了，惋惜地说：“毛驴和平车肯定是完了！”耿老爹看着窗外混浊的水仍然还是慢慢地上涨，只感到四肢冰凉六神无主，心中暗暗叫苦：老 天爷呀，我父子们千里迢迢来到这里，甘愿吃苦受累，一心想着赚得家业光宗耀祖造福乡里何罪之有，你为何要用如此手段来惩罚我们啊！我死 无憾，可我这三个娃娃怎么办呢？都是爹害了你们啊！一贯坚强的耿老爹忍不住苦泪涟涟，双膝一软跪倒在窗前抱头痛哭：“老天爷呀，求你救 救我的娃娃们啊！”“爹你干什么呢，快起来！”耿正心疼地说着，赶快和妹妹一边一个扶起爹爹。耿英转身拿来毛巾，一边给爹擦去眼泪

18、，一 边自己流着泪说：“我想起来娘说过的一句话：谋事在人，成事在天，这也许就是命吧。我们只能认命了，听天由命吧。好在我们在二楼住， 眼下人还没事！”耿正表现得倒还镇静一些。他安慰爹和妹妹说：“你们不要太着急，看看情况再说！”耿直一直看着窗外的洪水。听到哥哥的 话，他赶快说：“哥你看，这水好像不再上涨了！”耿正也从窗户往外观察一阵子，发现远处不断有各种各样的东西漂浮下来，但水却似乎不再 上涨了。他赶快回头说：“爹，水真得不再上涨了耶！”耿老爹和耿英止住眼泪也来到窗前，看到此时洪水已经完全漫过一楼的窗户了。再仔细 观察一会儿，确认水真得不再上涨了。于是，父子们稍微放心一些。这场罕见的大洪水一直到两天之后才慢慢退去。水退之后的汉口镇满目疮痍， 一片狼藉。昔日的繁华景象一去不复返了，留下来的只是倒塌了的房