2015-2016学年度物理选修3-5(金版学案)(粤教版)第三章第三节氢原子光谱第四节原子的能级结构.doc

第三节　氢原子光谱 第四节　原子的能级结构 1．原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱这种光谱被称为原子光谱．每种原子都有自己特定的原子光谱不同的原子其原子光谱不同因而原子光谱被称为原子的指纹．人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线称为巴耳末系其公式为＝＝3由于氢原子光谱是分立的因此我们猜想原子内部的能量也是不连续的并把此能量称为原子的能级．氢原子的能级公式为E＝＝1其中E＝－13.6_这个最低能级对应的状态称为基态其他状态称为激发态．处于激发态的氢原子是不稳定的它会向较低的能级跃迁跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射辐射出来的能量等于两能级间的能量差． 1．(多(AB) A．原子中的电子绕原子核做圆周运动库仑力提供向心力电子绕核运动的轨道半径只能取某些特定的值而不是任意的原子的能量包括电子的动能和势能电子动能可取任意值势能只能取某些分立值电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时辐射(或吸收)的光子频率等于电子绕核运动的频率解析：由玻尔理论知、B正确；因电子轨道是量子化的C错误；电子绕核做圆周运动时不向外辐射能量原子辐射的能量与电子绕核运动无关错误．2．大量氢原子从n＝5的激发态向低能级跃迁时产生的光谱线条数是() A．4条　 　．条　 　．条　 　．条解析：由题意可知当大量氢原子从n＝5能级跃迁时有＝10条光谱线产生．下列物质产生的光谱(D) A．炽热的钢水发亮的白炽灯炽热的高压气体固体或液体汽化成稀薄气体后发光解析：炽热的固体、液体和高压气体产生的光谱是连续谱．(多选)关于玻尔的原子模型下述说法中正确的有() A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说它发展了卢瑟福的核式结构学说它完全抛弃了经典的电磁理论它引入了普朗克的量子理论解析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁故错误、正确它的成功就在于引入了量子化理论缺点是被过多引入的经典力学所困故错误、正确．一群氢原子处于同一较高的激发态它们向较低激发态或基态跃迁的过程中() A．可能吸收一系列频率不同的光子形成光谱中的若干条暗线可能发出一系列频率不同的光子形成光谱中的若干条亮线只吸收频率一定的光子形成光谱中的一条暗线只发出频率一定的光子形成光谱中的一条亮线解析：当原子由高能级向低能级跃迁时原子将发出光子由于不只是两个特定能级之间的跃迁所以它可以发出一系列频率的光子形成光谱中的若干条亮线．(多选)有关原子光谱下列说法正确的是() A．原子光谱不能反映原子结构特征氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的太阳光谱是连续谱鉴别物质的成分可以采用光谱分析解析：不同的原子发出的谱线不相同每一种原子都有自己的特征谱线利用光谱分析可以用来确定元素原子光谱可以间接反映原子结构的特征故、D正确错误．太阳光谱是不连续的故不正确． 7．氢原子的能级图如图所示．欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子则该氢原子需要吸收的能量至少是() A．13.60 eV　　 ．　　 ．解析：要使氢原子变成氢离子是使氢原子由低能级向高能级跃迁需要吸收的能量大于等于＝E－E＝0－(－13.60) ＝13.60 eV选项满足题意．根据玻尔理论下列关于氢原子的论述正确的是() A．若氢原子由能量为E的定态向低能级跃迁则氢原子要辐射的光子能量为hν＝E电子沿某一轨道绕核运动若圆周运动的频率为ν则其发光的频率也是ν一个氢原子中的电子从一个半径为r的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r的轨道已知则此过程原子要辐射某一频率的光子氢原子吸收光子后将从高能级向低能级跃迁解析：原子由能量为E的定态向低能级跃迁时辐射的光子能量等于能级差与E不相等故错B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道能级降低因而要辐射某一频率的光子故正确；原子吸收光子后能量增加能级升高故错．氢原子部分能级的示意图如图所示不同色光的光子能量如下表所示：色光 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫 光子能量范围(eV) 1.61～～～～～～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有2条其颜色分别为() A．红、蓝—靛　　 ．黄、绿红、紫　　 ．蓝—靛、紫解析：本题意在考查考生对氢原子能级的理解并能正确结合电磁波谱解决氢原子跃由七种色光的光子的不同能量可知可见光光子的能量范围在1.61～3.10 故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子＝－0.85 －(－3.40)eV＝2.55 eV即蓝—靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子＝－1.51 eV－(－3.40)eV＝1.89 eV即红光．如图所示为氢原子最低的四个能级当氢原子在这些能级间跃迁时．(1)有可能放出几种不同能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时所发出的光子波长最长？波长是多少？解析：(1)由N＝可得N＝＝6种；(2)氢原子由第四能级向第三能级