【金牌学案】2012高中物理 第三章 第四节 原子的能级结构课件 粤教版选修3-5

第四节原子的能级结构 知 识 点 1 能 级 结 构 猜 想1定 态 假 设 ：原子光谱是不连续的，猜想原子内部的能量是不连续的，我们把原子内部不连续的能量称为原子的能级，_玻尔提出了在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态原子从一个能级变化到另一能级的过程叫做跃迁 2轨 道 量 子 化 假 设 ：原子的不同能量状态对应电子的不同运行轨道，由于原子能量状态的不连续，因此电子的可能轨道也是不连续的3能 量 量 子 化 假 设 及 跃 迁 原 理 ：原子从一个能量为 Em 的定态跃迁到另一能量为 En 的定态时，它辐射或吸收一定频率为的光子，光子的能量由两种定态的能量差决定：_.hEmEn 知 识 点 2 玻 尔 理 论 对 氢 原 子 光 谱 的 解 释1基 态 和 激 发 态(1)基态：在正常状态下，原子处于_，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态(2)激发态：原子处于_时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态2原 子 发 光原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级能量之差最低能级较高能级 知 识 点 3 卢 瑟 福 模 型 与 经 典 电 磁 理 论 的 矛 盾按照经典物理学的理论，如果带电粒子做变速运动，包括振动和圆周运动，粒子一定以电磁波的形式向外辐射能量，辐射的频率等于振动或圆周运动的频率，而这种理论在解释实验现象时遇到了矛盾 1原 子 的 稳 定 性电子绕核旋转，做的是一种变加速运动，按照经典物理学的理论，就要向外辐射电磁波，由于能量不断向外辐射，就会使得电子绕核运动的轨道半径不断减小，这样电子就会沿着螺旋线落在原子核上，因而原子将是不稳定的，但事实上原子通常是稳定的 2原 子 光 谱 是 线 状 谱按照经典电磁理论，电子绕核运动时辐射的电磁波频率也将随着圆周运动频率的增大而不断增大，这样大量原子发光时，所发射的光应包含各种频率的光，而不应是单一频率的光，但实际上原子光谱是线状谱，即所发出的光的频率是不连续的为解决以上矛盾，丹麦青年物理学家玻尔在前人学说的基础上，把普朗克的量子理论应用于原子系统中，提出了新的原子理论玻尔原子理论 【 例 题 】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中( )A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大 根 据 库 仑 力 做 功 的 正 负 库 仑 力 做 正 功 (电 子 从 离 核 较 远的 轨 道 被“吸 ” 到 离 核 较 近 的 轨 道 )， 电 势 能 减 小 ； 库 仑 力 做 负功 ( 电 子 从 离 核 较 近 的 轨 道 克 服 库 仑 力 运 动 到 离 核 较 远 的 轨道 )， 电 势 能 增 加 根 据 各 能 级 能 量 的 关 系 电 子 在 离 核 不 同 距 离 的 轨 道 上运 动 时 ， 整 个 原 子 系 统 的 总 能 量 等 于 电 子 绕 核 运 动 的 动 能 和 系统 的 电 势 能 之 和 ， 即 En Ekn Epn， 离 核 越 远 时 (即 量 子 数 n 越大 )， 原 子 系 统 的 总 能 量 E n 越 大 ， 而 电 子 的 动 能 Ekn 越 小 ， 可 见 ，系 统 的 电 势 能 Epn 一 定 越 大 所 以 ， 本 题 正 确 答 案 是 D.答 案 ： D 1图 341 是氢原子第 1、2、3 能级的示意图处于基态的氢原子吸收了一个光子 a 后，从基态跃迁到第 3 能级然后该氢原子自发地放出一个光子 b 后，由第 3 能级跃迁到第 2能级；接着又自发地放出一个光子 c 后，由第 2 能级跃迁到第1 能级.设 a、b、c 三个光子的频率依次为1、2、3,波长依)次为1、2、3，下列说法中正确的是 (图 341 Aa、b、c 三个光子都是可见光光子B123C123D123解 析 ： 只 有 b是 可 见 光 ， 三 个 光 子 的 能 量 显 然 满 足 h1 h2 h3， 正 确 答 案 应 为 B.答 案 ： B 题 型 1 氢 原 子 跃 迁 过 程 中 能 量 变 化 问 题【 例 题 】 (双 选 )氢原子辐射一个光子后，根据玻尔理论，以下说法正确的是( )A电子的动能减少，电势能增大B电子的动能增大，电势能减少C电子绕核旋转的半径减少，周期变小D电子绕核旋转的半径减小，周期变大 答 案 ： BC 1(双 选 )处于基态的氢原子吸收一个光子后( )CDA电子绕核轨道半径减小B电子动能增大C氢原子的电势能增大D氢原子的总能量增加解 析 ： 吸 收 光 子 ， 总 能 量 增 加 ， 原 子 由 低 能 级 向 高 能 级 跃迁 ， 轨 道 半 径 增 大 ， 动 能 减 小 ， 电 势 能 增 大 题 型 2 跃 迁 与 光 谱 线【 例 题 】一个氢原子的电子从半径为 ra的轨道，自发地直接跃迁到一半径为 rb的轨道，已知 rarb，在此过程中( )A原子发出一系列频率的光子DB原子要吸收一系列频率的光子C原子要吸收某一频率的光子D原子要发出某一频率的光子解 析 ： 因 为 是 从 高 能 级 向 低 能 级 跃 迁 ， 所 以 应 放 出 光 子 ，题 中“直 接 ” 从 一 能 级 跃 迁 到 另 一 能 级 ， 只 对 应 某 一 能 级 差 ，故 只 能 发 出 某 一 频 率 的 光 子 2(2011 年 深 圳 一 模 )已知金属钾的逸出功为 2.22 eV，氢原子的能级如图 342 所示，一群处在 n3 能级的氢原子向低)能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有(图 342A一种B两种C三种D四种B