高中物理 3.4 原子的能級結(jié)構(gòu)課件 粵教版選修3-5.ppt
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高中物理 選修3 5 粵教版 第四節(jié)原子的能級結(jié)構(gòu) 目標定位 1 了解能級 躍遷 能量量子化以及基態(tài) 激發(fā)態(tài)等概念 2 了解能級躍遷伴隨著能量變化 知道能級躍遷過程中吸收或放出光子 3 能通過能級躍遷解釋巴耳末系 一 能級結(jié)構(gòu)猜想1 由氫原子光譜是分立的 我們猜想原子內(nèi)部的能量也是 的 2 原子內(nèi)部不連續(xù)的能量稱為原子的 原子從一個能級變化到另一個能級的過程叫做 3 能級躍遷中的能量關(guān)系 由此可知原子在躍遷前 后的能級分別為Em和En 若原子由高能級向低能級躍遷 這個過程中 光子 若原子由低能級向高能級躍遷 這個過程需吸收特定頻率的 或通過其他途徑獲得 不連續(xù) 能級 h Em En 輻射 光子 能量 躍遷 二 氫原子的能級2 能級狀態(tài) 1 基態(tài) 在正常狀態(tài)下氫原子處于 的能級E1 n 1 這個最低能級對應(yīng)的狀態(tài)稱為基態(tài) 氫原子在基態(tài)的能量為 2 激發(fā)態(tài) 當(dāng)電子受到外界激發(fā)時 可從基態(tài)躍遷到 的能級E2 E3 上 這些能級對應(yīng)的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài) 量子化的 量子數(shù) 最低 13 6eV 較高 3 躍遷 處于激發(fā)態(tài)的氫原子是不穩(wěn)定的 它會向較低的能級躍遷 躍遷時釋放出來的能量以光子形式向外輻射 原子輻射出的光子的能量等于兩能級間的 即h Em En m 2 能量差 三 氫原子的能級圖和氫光譜線系的形成1 氫原子能級圖如圖3 4 1所示圖3 4 1 2 氫光譜線系的形成能級間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的 從不同能級躍遷到某一特定能級就形成一個 如巴耳末線系是氫原子從n 3 4 5 等能級躍遷到n 2的能級時輻射出的光譜 譜線 線系 一 對能級結(jié)構(gòu)的理解1 軌道量子化 1 軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的 某些分立的數(shù)值 2 氫原子的電子最小軌道半徑為r1 0 053nm 其余軌道半徑滿足rn n2r1 式中n稱為量子數(shù) 對應(yīng)不同的軌道 只能取正整數(shù) 2 能量量子化 1 不同軌道對應(yīng)不同的狀態(tài) 在這些狀態(tài)中 盡管電子做變速運動 卻不輻射能量 因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的 原子在不同狀態(tài)有不同的能量 所以原子的能量也是量子化的 2 基態(tài) 原子最低的能量狀態(tài)稱為基態(tài) 對應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運動 氫原子基態(tài)能量E1 13 6eV 3 激發(fā)態(tài) 較高的能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài) 對應(yīng)的電子在離核較遠的軌道上運動 3 躍遷 例1 雙選 2014 廣州高二檢測 按照玻爾原子理論 下列表述正確的是 A 核外電子運動軌道半徑可取任意值B 氫原子中的電子離原子核越遠 氫原子的能量越大C 電子躍遷時 輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定 即h Em En D 氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程 可能輻射能量 也可能吸收能量答案BC 解析根據(jù)玻爾理論 核外電子運動的軌道半徑是確定的值 而不是任意值 A錯誤 氫原子中的電子離原子核越遠 能級越高 能量越大 B正確 由躍遷規(guī)律可知C正確 氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程中 應(yīng)輻射能量 D錯誤 針對訓(xùn)練1 單選 下列與玻爾理論有直接關(guān)系的敘述中 錯誤的是 A 電子繞原子核做加速運動 但并不向外輻射能量 這時原子的狀態(tài)是穩(wěn)定的B 原子的一系列能量狀態(tài)是不連續(xù)的C 原子從一個能量狀態(tài)躍遷到另一個能量狀態(tài)時 一定要吸收或放出某一頻率的光子D 氫原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成 電子繞原子核旋轉(zhuǎn)答案D 二 原子能級和能級躍遷的理解1 原子從一種能量態(tài)躍遷到另一種能量態(tài)時 吸收 或放出 能量為h 的光子 h是普朗克常量 這個光子的能量由前 后兩個能級的能量差決定 即h Em En m n 若m n 則輻射光子 若n m 則吸收光子 例2 雙選 2014 山東卷 氫原子能級如圖3 4 2所示 當(dāng)氫原子從n 3躍遷到n 2的能級時 輻射光的波長為656nm 以下判斷正確的是 A 氫原子從n 2躍遷到n 1的能級時 輻射光的波長大于656nmB 用波長為325nm的光照射 可使氫原子圖3 4 2從n 1躍遷到n 2的能級C 一群處于n 3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D 用波長為633nm的光照射 不能使氫原子從n 2躍遷到n 3的能級 答案CD 借題發(fā)揮1 一個氫原子和一群氫原子問題 1 如果是一個氫原子 該氫原子的核外電子在某時刻只能處在某一個可能的軌道上 由這一軌道向另一軌道躍遷時只能有一種光 但可能發(fā)出的光條數(shù)為 n 1 種 3 若知道每條發(fā)光的能量或頻率 可根據(jù)已知情況判定光線所在區(qū)域 2 躍遷與電離問題原子躍遷時 不管是吸收還是輻射光子 其光子的能量都必須等于這兩個能級的能量差 若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去 就需要給原子一定的能量 如基態(tài)氫原子電離 其電離能為13 6eV 只要能量等于或大于13 6eV的光子都能被基態(tài)氫原子吸收而電離 只不過入射光子的能量越大 原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動能越大 針對訓(xùn)練2如圖3 4 3所示 氫原子從n 2的某一能級躍遷到n 2的能級 輻射出能量為2 55eV的光子 問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量 才能使它輻射上述能量的光子 請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖 圖3 4 3 答案12 75eV躍遷圖見解析圖解析氫原子從n 2的某一能級躍遷到n 2的能級 滿足 h En E2 2 55eVEn h E2 0 85eV所以n 4基態(tài)氫原子要躍遷到n 4的能級 應(yīng)提供 E E4 E1 12 75eV 躍遷圖如圖所示- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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