人教版（2019）高中物理选择性必修三 4.4氢原子光谱和波尔的原子模型(共15张PPT)

(共15张PPT)
第四章 原子结构和波粒二象性
第4节 氢原子光谱和波尔的原子模型
核心素养目标
1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。知道氢原子光谱的实验规律
2.知道经典理论的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱的分立特征
3.了解波尔原子理论的基本假设的主要内容。能用波尔原子理论解释氢原子能级图及光谱
问题引入
把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发生其他颜色的光呢？
一、光谱
1.什么叫光谱？
用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，
获得波长(频率)和强度分布的记录．既光谱。
2.光谱有怎么的分类？
(1)线状谱：光谱是一条条的亮线．
(2)连续谱：光谱是连在一起的光带．
3.什么是特征谱线？
气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线．
几种常见的光谱
二、氢原子光谱的实验规律
氢原子的光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定的波长的光。
1885年，瑞士科学及巴尔末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线
三、经典理论的困难
1.核式结构模型的成就：正确地指出了 原子核 的存在，很好地解释了
2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱.
α粒
子散射实验
四、波尔原子理论的基本假设
1.轨道量子化与定态
(1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．
(2)电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是量子化的
(3)电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射．
2．定态
(1)当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量．电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列特定的值．这些量子化的能量值叫作能级．
(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态称为基态，其他的状态叫作激发态．
2.频率条件
当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em，m＜n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件．
五、波尔理论对
氢光谱的解释
1．轨道量子化
(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．
(2)氢原子的电子轨道最小半径为r1＝0.053 nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数．
2．能量量子化
(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．
(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV.
(3)激发态：除基态之外的其他能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．
氢原子各能级的关系为：En＝E1(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…)
3．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，即高能级Em低能级En.
五、波尔理论的局限性
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量子力学