人教版高中物理 18.4 玻尔的原子模型课件 新人教选修35 (2).ppt

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1、2021/8/9 星期一12021/8/9 星期一22021/8/9 星期一32021/8/9 星期一42021/8/9 星期一52021/8/9 星期一62021/8/9 星期一72021/8/9 星期一82021/8/9 星期一92021/8/9 星期一102021/8/9 星期一112021/8/9 星期一12一、对玻尔原子模型的理解一、对玻尔原子模型的理解2021/8/9 星期一131.1.轨道量子化轨道量子化(1)(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值.(2)(2)氢原子的电子最小轨道半径为氢原子的电子最小轨道半径为r r1 1

2、=0.053 nm,=0.053 nm,其余可能的轨其余可能的轨道半径还有道半径还有0.212 nm0.212 nm、0.477 nm0.477 nm不可能出现介于这些轨道不可能出现介于这些轨道之间的其他值之间的其他值.(3)(3)轨道半径公式：轨道半径公式：r rn n=n=n2 2r r1 1,式中式中n n称为量子数，对应不同的轨称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数道，只能取正整数.2021/8/9 星期一142.2.能量量子化能量量子化(1)(1)与轨道量子化对应的能量不连续的现象与轨道量子化对应的能量不连续的现象.(2)(2)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释电子

3、在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态.由于原子的可能状态由于原子的可能状态(定态定态)是不连续的，具有的能量也是不是不连续的，具有的能量也是不连续的，这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基连续的，这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，其他的状态叫做激发态态，其他的状态叫做激发态.对氢原子，以无穷远处为势能零对氢原子，以无穷远处为势能零点时，基态能量点时，基态能量E E1 1=-13.6 eV.=-13.6 eV.2021/8/9 星期一15(3)(3)其能级公式：其能级公式：式中式

4、中n n称为量子数，对应不同的轨称为量子数，对应不同的轨道，道，n n取值不同，基态取取值不同，基态取n=1,n=1,激发态激发态n=2,3,4n=2,3,4；量子数；量子数n n越越大，表示能级越高大，表示能级越高.(4)E(4)En n=E=Eknkn+E+Epnpn.氢原子中电子绕核运动时氢原子中电子绕核运动时:当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之电势能减小增大，反之电势能减小.2021/8/9 星期一16可见电子在可能的轨道上绕核运动时，可见电子在可能的轨道上绕核运动时，r r增大，则增大，则E Ek k减少

5、，减少，E Ep p增大，增大，E E增大；反之，增大；反之，r r减小，则减小，则E Ek k增大，增大，E Ep p减少，减少，E E减少减少.与卫与卫星绕地球运行相似星绕地球运行相似.2021/8/9 星期一173.3.跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即即可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上形式改变半径大小的，而

6、是从一个轨道上“跳跃跳跃”到另一个到另一个轨道上轨道上.玻尔将这种现象叫做电子的跃迁玻尔将这种现象叫做电子的跃迁.2021/8/9 星期一18 (1)(1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的的原子是不稳定的.(2)(2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小的能量大，轨道半径小，原子的能量小.2021/8/9 星期一19【典例【典例1 1】(2011(2011济南高二检测济南高二检测)氢原子的核外电子由离原子氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃

7、迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是的是()()A.A.核外电子受力变小核外电子受力变小B.B.原子的能量减少原子的能量减少C.C.氢原子要吸收一定频率的光子氢原子要吸收一定频率的光子D.D.氢原子要放出一定频率的光子氢原子要放出一定频率的光子2021/8/9 星期一20 【解题指导】【解题指导】解答该题应注意把握以下几点：解答该题应注意把握以下几点：(1)(1)核外电子受力应根据库仑定律分析核外电子受力应根据库仑定律分析.(2)(2)原子的能量应根据能级公式分析原子的能量应根据能级公式分析.(3)(3)结合能级高低判断是吸收还是放出光

8、子结合能级高低判断是吸收还是放出光子.【标准解答】【标准解答】选选B B、D.D.由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故子核之间的库仑力大了，故A A、C C错，错，B B、D D正确正确.2021/8/9 星期一21【规律方法】【规律方法】巧解氢原子的结构问题巧解氢原子的结构问题(1)(1)求解电子在某条轨道上的运动动能时，要将玻尔的

9、轨道理求解电子在某条轨道上的运动动能时，要将玻尔的轨道理论与电子绕核做圆周运动的向心力结合起来论与电子绕核做圆周运动的向心力结合起来.即用即用 两公式结合判定两公式结合判定.2021/8/9 星期一22(2)(2)求解氢原子要吸收一定频率的光子跃迁时求解氢原子要吸收一定频率的光子跃迁时原子在各定态之间跃迁时原子跃迁条件原子在各定态之间跃迁时原子跃迁条件h=Eh=Em m-E-En n，一次跃，一次跃迁只能吸收一个光子的能量，且光子能量恰好等于两能级之迁只能吸收一个光子的能量，且光子能量恰好等于两能级之差差.当原子向电离态跃迁时，吸收的能量大于或等于原子所处当原子向电离态跃迁时，吸收的能量大于或

10、等于原子所处能级的能量的绝对值能级的能量的绝对值.即即hEhE-E-Em m，入射光子的能量越大，入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大原子电离后产生的自由电子的动能越大.2021/8/9 星期一23二、原子的能级跃迁问题二、原子的能级跃迁问题2021/8/9 星期一281.1.氢原子能级跃迁的可能情况氢原子能级跃迁的可能情况氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到基氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到基态态,也可能先跃迁到其他低能级的激发态也可能先跃迁到其他低能级的激发态,然后再到基态，因然后再到基态，因此处于此处于n n能级的电子向低能级跃迁时就有很

11、多可能性能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性,其可能其可能的值为的值为 种可能情况种可能情况.2021/8/9 星期一292.2.使原子能级跃迁的两种粒子使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子光子与实物粒子(1)(1)原子若是吸收光子的能量而被激发原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等其光子的能量必须等于两能级的能量差于两能级的能量差,否则不被吸收否则不被吸收,不存在激发到不存在激发到n n能级时能量能级时能量有余有余,而激发到而激发到n+1n+1时能量不足时能量不足,则可激发到则可激发到n n能级的问题能级的问题.(2)(2)原子还可吸收外来实物粒子原子还可吸收外来实物粒子(例

12、如自由电子例如自由电子)的能量而被激的能量而被激发发,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=E(E=En n-E-Ek k),),就就可使原子发生能级跃迁可使原子发生能级跃迁.2021/8/9 星期一303.3.原子跃迁时需注意的几个问题原子跃迁时需注意的几个问题(1)(1)注意一群原子和一个原子注意一群原子和一个原子氢原子核外只有一个电子氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上个可能的轨

13、道上,在某段时间内在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨由某一轨道跃迁到另一个轨道时道时,可能的情况只有一种可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原但是如果容器中盛有大量的氢原子子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现.2021/8/9 星期一31(2)(2)注意直接跃迁与间接跃迁注意直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直有时可能是直接跃迁接跃迁,有时可能是间接跃迁有时可能是间接跃迁.两种情况辐射两种情况辐射(或吸收或吸收)光子的光子的频率不同频率不同.2021/8

14、/9 星期一32(3)(3)注意跃迁与电离注意跃迁与电离h=Eh=Em m-E-En n只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限制条件的限制,这是因为原子一旦电离，原子结构即被破坏，因这是因为原子一旦电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论而不再遵守有关原子结构的理论.如基态氢原子的电离能为如基态氢原子的电离能为13.6 eV13.6 eV，只要大于或等于，只要大于或等于13.6 eV13.6 eV光子都能被基态的氢原子光

15、子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大产生的自由电子的动能越大.至于实物粒子和原子碰撞的情况，至于实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁原子受激发而向较高能级跃迁.2021/8/9 星期一33 (1)(1)当一个氢原子从某一轨道向另一轨道跃迁当一个氢原子从某一轨道向另

16、一轨道跃迁时，可能的情况只有一种，但大量的氢原子就会出现多种情时，可能的情况只有一种，但大量的氢原子就会出现多种情况况.(2)(2)使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n=n=时，称时，称为电离，所需能量称为电离能为电离，所需能量称为电离能.2021/8/9 星期一34【典例【典例2 2】(2010(2010重庆高考重庆高考)氢原子部分能级示意图如图所示氢原子部分能级示意图如图所示.不同色光的光子能量如表所示不同色光的光子能量如表所示.2021/8/9 星期一35处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线

17、在可见光范围内仅有有2 2条，其颜色分别为条，其颜色分别为()()A.A.红、蓝红、蓝-靛靛 B.B.黄、绿黄、绿C.C.红、紫红、紫 D.D.蓝蓝-靛、紫靛、紫 【解题指导】【解题指导】审题时应重点关注以下几点审题时应重点关注以下几点:(1)(1)解题时要充分利用表格中不同色光光子的能量数据解题时要充分利用表格中不同色光光子的能量数据.(2)(2)根据根据“发射的光的谱线在可见光范围内仅有发射的光的谱线在可见光范围内仅有2 2条条”进行分进行分析对比析对比,确定答案确定答案.2021/8/9 星期一36【标准解答】【标准解答】选选A.A.如果激发态的氢原子处于第二能级，能够如果激发态的氢原子

18、处于第二能级，能够发出发出10.2 eV10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出于第三能级，能够发出12.09 eV12.09 eV、10.2 eV10.2 eV、1.89 eV1.89 eV的三种的三种光子，只有光子，只有1.89 eV1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出四能级，能够发出12.75 eV12.75 eV、12.09 eV12.09 eV、10.2 eV10.2 eV、2.55 eV2.55 eV、1.89 eV1.89 eV、0.66

19、 eV0.66 eV的六种光子，的六种光子，1.89 eV1.89 eV和和2.55 eV2.55 eV属于可见属于可见光，光，1.89 eV1.89 eV的光子为红光，的光子为红光，2.55 eV2.55 eV的光子为蓝的光子为蓝靛光，靛光，A A正正确确.2021/8/9 星期一37【规律方法】【规律方法】(1)(1)如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为(n-1)(

20、n-1)种种.(2)(2)如果是一群氢原子，该群氢原子的核外电子在某时刻有多如果是一群氢原子，该群氢原子的核外电子在某时刻有多种可能轨道种可能轨道.每一个跃迁时只能发出一种光，多种轨道同时存每一个跃迁时只能发出一种光，多种轨道同时存在，发光条数在，发光条数 (3)(3)若知道每条发光的能量或频率，可根据已知情况判定光线若知道每条发光的能量或频率，可根据已知情况判定光线所在区域所在区域.2021/8/9 星期一38【典例】【典例】(1)(1)欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是是()()A.A.用用12.09 eV12.09 eV的光子照射的光子照射

21、B.B.用用13 eV13 eV的光子照射的光子照射C.C.用用14 eV14 eV的光子照射的光子照射D.D.用用13 eV13 eV的电子碰撞的电子碰撞2021/8/9 星期一41(2)(2)欲使处于基态的氢原子电离，下列措施可行的是欲使处于基态的氢原子电离，下列措施可行的是()()A.A.用用13.6 eV13.6 eV的光子照射的光子照射B.B.用用15 eV15 eV的光子照射的光子照射C.C.用用13.6 eV13.6 eV的电子碰撞的电子碰撞D.D.用用15 eV15 eV的电子碰撞的电子碰撞2021/8/9 星期一42【解题指导】【解题指导】2021/8/9 星期一43【标准解

22、答】【标准解答】(1)(1)选选A A、C C、D.D.由跃迁条件知氢原子受激发跃迁由跃迁条件知氢原子受激发跃迁时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子.根据氢原根据氢原子能级图不难算出子能级图不难算出12.09 eV12.09 eV刚好为氢原子刚好为氢原子n=1n=1和和n=3n=3的两能级的两能级差，而差，而13 eV13 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因此氢原子只能吸收前者，而不能吸收后者，对于此氢原子只能吸收前者，而不能吸收后者，对于14 eV14 eV的光子的光子则足以使氢原子电离

23、，电离后的自由电子还具有则足以使氢原子电离，电离后的自由电子还具有0.4 eV0.4 eV的动的动能能.至于至于13 eV13 eV的电子，它的能量通过碰撞可以全部或部分地的电子，它的能量通过碰撞可以全部或部分地被氢原子吸收被氢原子吸收.综上所述，选项综上所述，选项A A、C C、D D正确正确.2021/8/9 星期一44(2)(2)选选A A、B B、D.D.基态氢原子的电离能为基态氢原子的电离能为13.6 eV13.6 eV，则，则13.6 eV13.6 eV的的光子被氢原子吸收刚好电离，同理，光子被氢原子吸收刚好电离，同理，15 eV15 eV的光子和的光子和15 eV15 eV的的电

24、子均可供氢原子电离电子均可供氢原子电离.至于至于13.6 eV13.6 eV的电子，由于电子和氢的电子，由于电子和氢原子的质量不同，因此两者碰撞时电子不可能把原子的质量不同，因此两者碰撞时电子不可能把13.6 eV13.6 eV的能的能量全部传递给氢原子，因此用量全部传递给氢原子，因此用13.6 eV13.6 eV的电子碰撞氢原子时，的电子碰撞氢原子时，氢原子不能电离氢原子不能电离.通过以上分析可知选项通过以上分析可知选项A A、B B、D D正确正确.2021/8/9 星期一45一、选择题一、选择题1.(20111.(2011焦作高二检测焦作高二检测)如图所示，如图所示，1 1、2 2、3

25、3、4 4为玻尔理论为玻尔理论中氢原子最低的四个能级中氢原子最低的四个能级.处在处在n=4n=4能级的一群氢原子向低能能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是长最长的是()()2021/8/9 星期一46A.n=4A.n=4跃迁到跃迁到n=1n=1时辐射的光子时辐射的光子B.n=4B.n=4跃迁到跃迁到n=3n=3时辐射的光子时辐射的光子C.n=2C.n=2跃迁到跃迁到n=1n=1时辐射的光子时辐射的光子D.n=3D.n=3跃迁到跃迁到n=2n=2时辐射的光子时辐射的光子【解析】【解析】选选B.B.

26、波长最长时，频率最低，光子的能量最小，所波长最长时，频率最低，光子的能量最小，所以，应当是以，应当是n=4n=4跃迁到跃迁到n=3n=3时辐射的光子时辐射的光子.B.B对对.2021/8/9 星期一472.2.光子的发射和吸收过程是光子的发射和吸收过程是()()A.A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差于原子在始、末两个能级的能量差B.B.原子不能从低能级向高能级跃迁原子不能从低能级向高能级跃迁C.C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从

27、较高能级跃迁到较低能级高能级跃迁到较低能级D.D.原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值2021/8/9 星期一48【解析】【解析】选选C C、D.D.由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态时不稳定，可自发地向低能级跃迁，以光子的形式放出能量时不稳定，可自发地向低能级跃迁，以光子的形式放出能量.光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃

28、迁，但不管是吸收光子还是发射光子，较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即光子的能量总等于两能级之差，即hhE Em m-E-En n(m(mn).n).故选项故选项C C、D D正确正确.2021/8/9 星期一493.3.用能量为用能量为12.6 eV12.6 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子的照射后，下列关于这群氢原子的跃迁的说法正确的受光子的照射后，下列关于这群氢原子的跃迁的说法正确的是是()()A.A.原子能跃迁到原子能跃迁到n=2n=2的激发态上的激发态上B.B.原子能跃迁到原子能跃迁到n=3

29、n=3的激发态上的激发态上C.C.原子能跃迁到原子能跃迁到n=4n=4的激发态上的激发态上D.D.原子不能跃迁原子不能跃迁2021/8/9 星期一50【解析】【解析】选选D.D.用光子照射使原子发生跃迁，就必须使光子的用光子照射使原子发生跃迁，就必须使光子的能量等于两定态的能级差，即能量等于两定态的能级差，即E=|EE=|Ek k-E-En n|(kn),|(kn),光子的能量光子的能量大于或小于这个值，都不能使原子跃迁，题中光子的能量大于或小于这个值，都不能使原子跃迁，题中光子的能量E=12.6 eVE=12.6 eV，氢原子基态的能量为，氢原子基态的能量为-13.6 eV-13.6 eV，

30、其他各激发态的，其他各激发态的能量为能量为E E2 2=-3.4 eV=-3.4 eV，E E3 3=-1.51 eV=-1.51 eV，E E4 4=-0.85 eV,=-0.85 eV,所以所以EEEE2 2-E E1 1=10.2 eV=10.2 eV，EEEE3 3-E-E1 1=12.09 eV=12.09 eV，EEEvv2 2.则氢原子从能级则氢原子从能级C C跃迁跃迁到能级到能级A A时，将时，将()()A.A.吸收频率为吸收频率为v v2 2-v-v1 1的光子的光子B.B.吸收频率为吸收频率为v v1 1-v-v2 2的光子的光子C.C.吸收频率为吸收频率为v v2 2+v

31、+v1 1的光子的光子D.D.释放频率为释放频率为v v1 1+v+v2 2的光子的光子2021/8/9 星期一52【解析】【解析】选选B.B.从从A A跃迁到跃迁到B B时，时，E EA A-E-EB B=hv=hv1 1；从；从B B跃迁到跃迁到C C时时E EC C-E EB B=hv=hv2 2.两式相减得两式相减得E EC C-E-EA A=h(v=h(v2 2-v-v1 1).).由于由于v v1 1vv2 2，所以从，所以从C C跃迁到跃迁到A A将吸收频率为将吸收频率为v v1 1-v-v2 2的光子，故的光子，故B B正确正确.2021/8/9 星期一535.5.氦原子被电离

32、出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已已知基态的氦离子能量为知基态的氦离子能量为E E1 1=-54.4 eV=-54.4 eV，氦离子能级的示意图如，氦离子能级的示意图如图所示图所示.在具有下列能量的光子中在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是发生跃迁的是()()A.40.8 eV B.43.2 eVA.40.8 eV B.43.2 eVC.51.0 eV D.54.4 eVC.51.0 eV D.54.4 eV2021/8/9 星期一54【解析】【解析】选选B.B.根据玻尔理论，氢原子吸收光子能量发

33、生跃迁根据玻尔理论，氢原子吸收光子能量发生跃迁时光子的能量需等于能级差或大于基态能级的绝对值，氦离时光子的能量需等于能级差或大于基态能级的绝对值，氦离子的跃迁也是同样的子的跃迁也是同样的.因为因为E E2 2-E-E1 1=-13.6-(-54.4)eV=40.8 eV,=-13.6-(-54.4)eV=40.8 eV,选项选项A A是可能的是可能的.E E3 3-E-E1 1=-6.0-(-54.4)eV=48.4 eV=-6.0-(-54.4)eV=48.4 eVE E4 4-E-E1 1=-3.4-(-54.4)eV=51.0 eV,=-3.4-(-54.4)eV=51.0 eV,选项选

34、项C C是可能的是可能的.E E-E-E1 1=0-(-54.4)eV=54.4 eV,=0-(-54.4)eV=54.4 eV,选项选项D D是可能的是可能的.所以本题选所以本题选B.B.2021/8/9 星期一556.6.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的过程中道的过程中()()A.A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B.B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C.C.原子要吸收光子，电子的动能增大

35、，原子的电势能减小原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D.D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大2021/8/9 星期一56【解析】【解析】选选D.D.根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B B错错.氢原子氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向核外电子绕核做圆周运动，由原子

36、核对电子的库仑力提供向心力，即心力，即 则则由此式可知：电子离核越远，由此式可知：电子离核越远，r r越大时，电子的动能越小，故越大时，电子的动能越小，故A A、C C错错.r.r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，故大，故D D正确正确.2021/8/9 星期一577.(20107.(2010新课标全国卷新课标全国卷)用频率为用频率为v v0 0的光照射大量处于基态的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v v1 1、v v2 2、v v3 3的三条谱线，且的三条谱

37、线，且v v3 3vv2 2vv1 1，则，则()()A A.v.v0 0vv1 1 B B.v.v3 3=v=v2 2+v+v1 1C C.v.v0 0=v=v1 1+v+v2 2+v+v3 3 D D.2021/8/9 星期一58【解析】【解析】选选B.B.大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明氢原子受激发跃迁到明氢原子受激发跃迁到n=3n=3的激发态，然后从的激发态，然后从n=3n=3能级向低能能级向低能级跃迁，产生三个频率的光谱，根据跃迁规律有：级跃迁，产生三个频率的光谱，根据跃迁规律有：hvhv0 0=hv=hv3 3=hv=hv2 2+h

38、v+hv1 1，解得：，解得：v v0 0=v=v3 3=v=v2 2+v+v1 1，故选项，故选项B B正确正确.2021/8/9 星期一598.8.关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是()()A.A.用波长为用波长为60 nm60 nm的的X X射线照射，可使处于基态的氢原子电离射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子出自由电子B.B.用能量为用能量为10.2 eV10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态到激发态C.C.用能量为用能量为11.0 eV11.0 eV的光子照射，可使处于基态的

39、氢原子跃迁的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态到激发态D.D.用能量为用能量为12.5 eV12.5 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态到激发态2021/8/9 星期一60【解析】【解析】选选A A、B.B.波长为波长为60 nm60 nm的的X X射线，射线，光子能量光子能量3.32103.3210-18-18 J J20.75 eV20.75 eV氢原子电离能氢原子电离能EE0-(-13.6)eV0-(-13.6)eV13.6 eV13.6 eVE E20.75 eV20.75 eV所以可使氢原子电离，所以可使氢原子电离，A A项正

40、确项正确.2021/8/9 星期一61据据hvhvE Em m-E-En n得，得，E Em1m1=hv+E=hv+E1 1=10.2 eV+(-13.6)eV=10.2 eV+(-13.6)eV-3.4 eV-3.4 eVE Em2m2=11.0 eV+(-13.6)eV=-2.6 eV=11.0 eV+(-13.6)eV=-2.6 eVE Em3m3=12.5 eV+(-13.6)eV=-1.1 eV=12.5 eV+(-13.6)eV=-1.1 eV只有只有E Em1m1-3.4 eV-3.4 eV对应于对应于n n2 2的状态，因电子绕核运动时，吸的状态，因电子绕核运动时，吸收光子只能

41、吸收能量恰好为两能级差的光子，所以只有能量收光子只能吸收能量恰好为两能级差的光子，所以只有能量为为10.2 eV10.2 eV的光子可使氢原子从基态跃迁到激发态，的光子可使氢原子从基态跃迁到激发态，B B项正确项正确.2021/8/9 星期一62 【方法技巧】【方法技巧】氢原子的能级跃迁与电离氢原子的能级跃迁与电离1.1.氢原子从低能级跃迁到高能级需吸收能量，通常吸收能量氢原子从低能级跃迁到高能级需吸收能量，通常吸收能量的方法有两种：一种是用一定能量的光子使氢原子跃迁，光的方法有两种：一种是用一定能量的光子使氢原子跃迁，光子的能量必须等于两个能级间的能量差，另一种是用一定能子的能量必须等于两个

42、能级间的能量差，另一种是用一定能量的实物粒子使氢原子跃迁，实物粒子的动能不小于氢原子量的实物粒子使氢原子跃迁，实物粒子的动能不小于氢原子的两能级差即可的两能级差即可.2.2.氢原子发生电离时，可以吸收光子，也可以与实物粒子发氢原子发生电离时，可以吸收光子，也可以与实物粒子发生碰撞，要使氢原子发生电离，光子的能量及实物粒子的动生碰撞，要使氢原子发生电离，光子的能量及实物粒子的动能均要大于氢原子的电离能能均要大于氢原子的电离能.2021/8/9 星期一63二、非选择题二、非选择题9.9.（20112011江苏高考）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子江苏高考）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越

43、远，氢原子的能量离原子核越远，氢原子的能量_(_(选填选填“越大越大”或或“越越小小”).”).已知氢原子的基态能量为已知氢原子的基态能量为E E1 1（E E1 100），电子质量为），电子质量为m m，基态氢原子中的电子吸收一频率为基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子的光子被电离后，电子速度大小为速度大小为_(_(普朗克常量为普朗克常量为h).h).【解析】【解析】根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢原根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢原子能量越大，根据能量守恒定律知道：子能量越大，根据能量守恒定律知道：所以电子速度为所以电子速度为:答案：答案：越大越大2021

44、/8/9 星期一6410.10.已知氢原子处于基态时，原子的能量已知氢原子处于基态时，原子的能量E E1 1=-13.6 eV=-13.6 eV，电子，电子的轨道半径为的轨道半径为r r1 1=0.5310=0.5310-10-10m;m;而量子数为而量子数为n n的能级的能量值的能级的能量值为为 半径半径r rn n=n=n2 2r r1 1.试问试问(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字):):(1)(1)若要使处于若要使处于n=3n=3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？大的光照射氢原子？(2)(2)氢原子处于氢原子处于n=3n=

45、3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？的电势能各为多少？(静电力常量静电力常量k=910k=9109 9 Nm Nm2 2/C/C2 2,电子电荷量电子电荷量e=1.610e=1.610-19-19C,C,普普朗克常量朗克常量h=6.6310h=6.6310-34-34 Js)Js)2021/8/9 星期一65【解析】【解析】(1)(1)氢原子处于氢原子处于n=3n=3激发态时，原子的能量为激发态时，原子的能量为E E3 3=-1.5 eV=-1.5 eV要使其发生电离，至少要吸收能量要使其发生电离，至少要吸收能量hvhvminmin=0-

46、E=0-E3 3则最小频率则最小频率2021/8/9 星期一66(2)(2)氢原子处于氢原子处于n=3n=3激发态时，有激发态时，有r r3 3=3=32 2r r1 1，则电子的动能为：，则电子的动能为：电子的势能为：电子的势能为：E Ep3p3=E=E3 3-E-Ek3k3=-1.5 eV-1.5 eV=-1.5 eV-1.5 eV=-3.0 eV=-4.810=-3.0 eV=-4.810-19-19 J J答案：答案：(1)3.610(1)3.6101414 Hz Hz(2)2.410(2)2.410-19-19 J(J(或或1.5 eV)1.5 eV)-4.810-4.810-19-19J J或或(-3.0 eV)(-3.0 eV)2021/8/9 星期一67Thank you!Thank you!2021/8/9 星期一682021/8/9 星期一69