第二节 玻尔的原子模型 能级
一.知识结构
1.按照经典电磁理论:原子是 的,原子光谱是连续光谱;
实际上:原子是 的,原子光谱是明线光谱。
2.1913年 青年物理学家 将量子理论运用到原子系统上,成功的解释了 元素的相关问题,获得巨大成功。
3.玻尔的原子理论:
(1)定态理论:原子只能处于一系列 的能量状态中,在这些状态中原子是 的,电子虽然做加速运动,但并不向外 能量,这些状态叫 。
(2)跃迁理论:原子从一种定态E2跃迁到另一种定态E1时,它 或 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 。
(3)轨道量子化理论:原子的不同能量状态和电子在不同的 上绕核旋转相对应,由于原子的能量状态是不连续的,所以电子的可能轨道也是 的。
4.氢原子能级的计算公式:(取电离时系统能量为零)
(1)rn= r1 (2)En= E1 其中r1= m ,E1= ev
5.氢原子各个定态的能量值叫做它的 ,原子处于最低能级时对应电子在离核最近的 上运动,这个定态叫 态,原子处于较高能级时对应电子在离核较远的 上运动,这个定态叫 态。
二.课堂练习
例1 一群处于n=4的激发态的氢原子,跃迁时可能发出的谱线有多少条?其中最大的波长和最小的波长各是多少?
例2 氢原子的电子从外层轨道跃迁到内层轨道时,( )
A. 氢原子的能量减小,电子的动能增加
B. 氢原子的能量增加,电子的动能增加
C. 氢原子的能量减小,电子的动能减小
D. 氢原子的能量增加,电子的动能减小
三.针对训练
1.按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发的直接跃迁到一半径为rb的圆轨道轨道上,ra>rb,在此过程中 ( )
A.原子要发出一系列频率的光子
B.原子要吸收一系列频率的光子
C.原子要发出某一频率的光子
D.原子要吸收某一频率的光子
2.根据玻尔理论下列说法中正确的是 ( )
A.第m个定态和第n个定态的轨道半径之比为rm:rn=m2:n2
B.第m个定态和第n个定态的能量之比为Em:En= n2:m2
C.电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率为v,则其发光频率也是v
D.若氢原子处于能量为E的定态,则其发光频率为v = E/h
3. 根据玻尔理论,某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量的E′的轨道,辐射出波长为λ的光,以h表示普朗克常量,c表示光速,则E′等于( )
A.E-hλ/c B. E+hλ/c C. E-h c/λ D. E+h c/λ
4.动能为12.5ev的电子束,射入基态氢气中,氢气中可能发射出的光子能量为:
A.1.89ev B.4.90ev C.10.2ev D.12.09ev
5.处于基态的氢原子,能够吸收下列的那些光子( )
A.13.6ev B.10.2ev C.12.29ev D.15.4ev
6.处于基态的氢原子,在某单色光的照射下,只能发出频率为v1,v2,v3的三种光,且有v1A.hv1 B. hv2 C. hv3 D. h(v1+v2+v3)
7.大量氢原子从n=5的激发态向低能态跃迁时,产生的光谱线是( )
A.4条 B.10条 C.6条 D.8条