3-4 原子的能级结构 教学设计 (2)

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原子的能级结构
1教学目标
2、知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特性。
3、能说出玻尔原子理论的主要内容；理解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态的概念。
2学情分析
本节是在学生已有原子结构的基础上，进一步
( http: / / www.21cnjy.com )更深入的研究原子结构，因而学生有一定的理论基础。我们在学习新课时，注意把学生已有的知识应用到新知识中来。
3重点难点
重点：玻尔原子理论的基本假设
难点：玻尔理论对氢光谱的解释
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】氢原子光谱与经典电磁理论的矛盾
通过讲授氢原子光谱与经典电磁理论的矛盾，再通过动画模拟，激发学生的求知欲。
活动2【讲授】玻尔模型的建立
学生阅读课本：
回答玻尔理论的三条假设提出的理论依据是什么？
能级结构猜想——玻尔原子理论三条假设
1、能级（定态）假设：原子只能处于一系列_
( http: / / www.21cnjy.com )_____的能量状态中，在这些状态中原子是_____的，电子虽然绕核运动，但并不向外______。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）21cnjy.com
2、跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En
( http: / / www.21cnjy.com )）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它_____________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（h为普朗克常量）21·cn·jy·com
跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从某一轨道跃迁到另一轨道对应着原子就从一个能量状态(定态)跃迁到另一个能量状态(定态)．
（1）跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力
( http: / / www.21cnjy.com )做正功，原子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．www.21-cn-jy.com
（2）使原子能级跃迁的两种粒子一光子与实物粒子
①原子若是吸收光子的能量而被激发，其光
( http: / / www.21cnjy.com )子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n+1时能量不足，则可激发到n能级的问题．2·1·c·n·j·y
②原子还可吸收外来实物粒子(例如自
( http: / / www.21cnjy.com )由电子)的能量而被激发，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能量大于或等于两能级的能量差值(E=En-Ek)，均可使原子发生能级跃迁．
3、轨道量子化假设：原子的不同能量
( http: / / www.21cnjy.com )状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是______的。
活动3【活动】解释氢原子光谱
1、能级：在玻尔的原子理论中，原子只能处于一
( http: / / www.21cnjy.com )系列______能量状态，在每个状态中，原子的能量值都是_______，各个确定的能量值叫做能级。
2、氢原子能级结构图。根据玻尔理论，氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为：
能量：En=E1/n2（其中E1≈-13.6eV）
轨道半径：rn=n2r1（其中r1=0.53×10-10m）
根据以上结果，把氢原子所有可能的能量值画在一张图上，就得到了氢原子的能级结构图：
学生分组讨论如何解释氢原子光谱？
3、玻尔理论对氢原子光谱特征的定性解释。
在正常或稳定状态时，原子尽
( http: / / www.21cnjy.com )可能处于最低能级，电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨道，这时原子的状态叫做______；电子吸收能量后，从基态跃迁到较高的能级，这时原子的状态叫做______，当电子从高能级跃迁到低能级时，原子会______能量；当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要_____能量。21教育网
活动4【练习】课堂反馈
1、（双选）关于光谱,下面说法中正确的是
(
)
A.炽热的液体发射连续光谱
B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素
C.明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析
D.发射光谱一定是连续光谱
2.（单选）仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是(
)
A.观察时氢原子有时发光,有时不发光
B.氢原子只能发出平行光
C.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的
D.氢原子发出的光互相干涉的结果
3.
（双选）关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是（
）
A.它彻底地否定了卢瑟福的核式结构学说
B.它发展了卢瑟福的核式结构学说
C.它完全抛弃了经典的电磁理论
D.它引入了普朗克的量子理论
4.（单选）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（
）
A.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能增加
B.原子要放出光子，电子的动能减少，原子的电势能增加
C.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能减少
D.原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增加
5.
（单选）用能量为12.30eV光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后，下列关于氢原子跃迁的说法正确的是（
）【来源：21·世纪·教育·网】
A.电子能跃迁到n=2的能级上去
B.电子能跃迁到n=3的能级上去
C.电子能跃迁到n=4的能级上去
D.电子不能跃迁到其他能级上去
6.（单选）氢原子辐射出一个光子后，则（
）
A.电子绕核旋转半径增大
B.电子的动能增大
C.氢原子电势能增大
D.原子的能级值增大
活动5【作业】课后作业
1.（单选）下列关于光谱的说法正确的是
(
)
A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱
B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定一一对应
C．气体发出的光只能产生线状光谱
D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱
2.
（单选）下列关于光谱和光谱分析的下列说法正确的是(
)
A．日光灯产生的光谱是连续光谱
B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素
C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成份
D．连续光谱是不能用来作光谱分析的
3.
（单选）对原子光谱，下列说法中不正确的是（
）
A.原子光谱是不连续的。
B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的。
Ｃ.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同。
Ｄ.分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素。
4.
（双选）有关氢原子光谱的说法正确的是（
）
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.巴耳末公式反映了氢原子辐射频率的分立特性。
5．（双选）下列关于光谱的说法正确的是（
）
A．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成。
B．大量的原子发生的光谱是连续谱，少量的原子发生的光谱是线状谱。
C．巴耳末公式
λ中的
只能取大于等于3的整数
D．气体发出的光可能产生明线光谱，也可能产生暗线谱。
6、（单选）欲使处于基态的氢原子激发，下列措施不可行的是
(
)
A．用10.2eV的光子照射
B．用11eV的光子照射
C．用14eV的光子照射
D．用13eV的电子碰撞
7、（单选）处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不同光的种数有
(
)
A．一种
B．三种
C．四种
D．六种
8、（单选）处于基态的氢
( http: / / www.21cnjy.com )原子在某单色光照射下，只能发出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1＜ν2＜ν3，则该照射光的光子能量为
(
)
A．hν1
B．hν2
C．hν3
D．h(ν1＋ν2＋ν3)
9、（单选）氢原子的能级是氢原子处于各
( http: / / www.21cnjy.com )个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动时的动能，
氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时
(
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A．电子的动能增加，氢原子系统的电势能增加
B．电子的动能增加，氢原子系统的电势能减少
C．电子的动能减少，氢原子系统的电势能增加
D．电子的动能减少，氢原子系统的电势能减少
10、（单选）氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，真空中光速为c，则
(
)
A．吸收的光子的波长为
B．吸收的光子的波长为
C．辐射的光子的波长为
D．辐射的光子的波长为
11、（单选）氢原子中核外电子从第二能
( http: / / www.21cnjy.com )级跃迁到基态时，辐射出的光照射在某金属表面上能产生光电效应。那么处于第三能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的各种频率的光可能使此金属发生光电效应的至少有
(
)
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
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