精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高二物理科學案 序號 60 高二年級 班 教師 官安民 學生 選修3-5 3.4.1 玻爾理論、能級躍遷（學案）1、 學習內(nèi)容 了解玻爾理論、能級躍遷、光譜線條數(shù)的計算2、 學習目的1.了解氫原子的能級。2.了解玻爾理論的內(nèi)容。3.掌握能級躍遷的規(guī)律及光譜線種類的計算。4.了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。三、【復習鞏固】 1.不同的原子產(chǎn)生的原子光譜 （相同、不同），因此利用原子光譜可以用來 。 2.有關原子光譜的說法正確的是（ ）A氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C所有元素的原子光譜都是相同的 D利用原子光譜可以用來鑒定物質(zhì)的成分四、【知識講授 能級結構的猜想】 【原子的能量介紹】 氫原子的光譜線只能是 的光譜線，在原子向外輻射光子的過程中，即原子向外輻射了能量，可見原子也是有能量的，原子的能量是什么呢？ 我們可以想象到機械能，是物體和地球的系統(tǒng)具有的能量，是物體的動能與重力勢能之和；相似的，電子繞核高速運轉，電子與原子核之間又存在庫侖引力，因此原子的能量為原子中所有電子繞核高速運轉的動能及電子與原子核的電勢能之和。 根據(jù)能量守恒定律可知：原子向外輻射光子時能量減少，變?yōu)榱硪环N能量狀態(tài)；原子只能向外輻射特定頻率的光子，因此原子的能量的變化也只能與這些光子的能量相對應，因此原子的能量狀態(tài)也應為不連續(xù)的。 【玻爾理論、能級結構】 為什么氫原子發(fā)出的光譜是不連續(xù)的？形成原子光譜的原因又是什么呢？ 為了解決上述問題，玻爾提出了原子中的三個假設： （1）能級（定態(tài)）假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的） （2）躍遷假設：原子從一種定態(tài)（設能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為Em）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 （h為普朗克恒量）（3）軌道量子化假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是能級假設的補充） 名詞解釋： 能級： 。 你對能級是如何理解的？為什么能級值是負值？你從能級圖中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？ 躍遷： 要注意躍遷有兩個方向：從高能級向低能級躍遷時要 （吸收、輻射）光子；從低能級向高能級躍遷時要 （吸收、輻射）光子，吸收或輻射光子的能量等于 ；因此原子吸收光子具有 性。 原子的能量動態(tài)跟 相對應，可以說電子的軌道是 化的，因此在能級圖中的能量量子數(shù)為 ；軌道的量子數(shù)越大，原子的能量就會 （越大、越小），動能就 ，電子的運動周期就會 ，這跟衛(wèi)星圍繞地球運轉相似，二者又有不同點，其不同點是： 。 2.玻爾根據(jù)經(jīng)典電磁理論和牛頓力學計算出氫原子的電子的各條可能軌道半徑和電子在各條軌道上運動時的能量（包括動能和勢能）公式：軌道半徑： n=1，2，3能 量： n=1，2，3式中r1、E1、分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，rn、En 分別代表第n條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運動時的能量，n是正整數(shù)，叫能量量子數(shù)。以上兩個公式只適合于氫原子，對其它的原子不成立【基態(tài)、激發(fā)態(tài)】 基態(tài)：是原子處于 ，即n= 時原子的能量狀態(tài)，氫原子的基態(tài)能量值為 。 激發(fā)態(tài)：是原子處于 ，即n 1時的能量狀態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是 ，它會向較低的能級躍遷， 一定頻率的光子，這就是原子的發(fā)光現(xiàn)象，輻射光子的能量等于 ；由于原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的，因此輻射的光子能量也是 ，因此原子都有自己的特征譜線。能級間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線，從不同的能級躍遷到某一特定能級就形成一個線系，比如巴爾末系就是氫原子從n= 能級躍遷到n= 的能級時輻射的光譜。 【輻射光譜線條數(shù)的計算】 由于激發(fā)態(tài)的原子向低能級躍遷時是任意的，故在任意兩個能級之間均可以產(chǎn)生一條光譜線，故產(chǎn)生的光譜線條數(shù)為例1：一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當它們自發(fā)地躍遷到較低的能級時，下列判斷中錯誤的是：（ ） A可能輻射出六種不同頻率的光子 B從n=4的能級直接躍遷到n=1的能級時釋放出波長最長的光子 C從n=4的能級躍遷到n=3的能級時釋放出頻率最低的光子 D從n=2的能級躍遷到n=1的能級時釋放出波長最長的光子 例2：根據(jù)玻爾理論，氫原子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道后（ ） A.原子的能量增加，電子的動能減小 B.原子的能量增加，電子的動能增加C.原子的能量減小，電子的動能減小 D.原子的能量減小，電子的動能增加3.3 氫原子的光譜學案 課后作業(yè)答案1.2. 不同 鑒別物質(zhì)的成分3. AB 因為n只能取正整數(shù)不能是任意值 4.BD 5.D【課后作業(yè)】1. 原子的能量動態(tài)跟 相對應；軌道的量子數(shù)越小，原子的能量就會 ，動能就 ，周期就會 。（選擇：越大、越?。?. 從高能級向低能級躍遷時要 （吸收、輻射）光子；從低能級向高能級躍遷時要 （吸收、輻射）光子，吸收或輻射光子的能量等于 ；因此原子吸收光子具有 性；大量的氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，產(chǎn)生的光譜條數(shù)的最大值是 3. 根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)越大，則（ ）A電子軌道半徑越小B電子軌道速度越小 C原子的能量越小D電子運動的周期越小4.氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一個軌道時，可能發(fā)生的情況有（ ） (A)放出光子，電子動能減少，原子勢能增加 (B)放出光子，電子動能增加，原子勢能減少 (C)吸收光子，電子動能減少，原子勢能增加 (D)吸收光子，電子動能增加，原子勢能減少5.按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中（ ）A原子要發(fā)出一系列頻率的光子 B原子要吸收一系列頻率的光子C原子要發(fā)出某一頻率的光子 D原子要吸收某一頻率的光子6.一根輕繩長10m，一端系在水平轉軸上，另一端懸掛一個質(zhì)量為2.5kg的木塊，木塊處于靜止.質(zhì)量為0.5kg的炮彈以水平速度打入木塊，炮彈未穿出，發(fā)現(xiàn)木塊在輕繩的作用下恰好通過最高點做圓周運動。（g取10m/s2、不計木塊質(zhì)量的變化、空氣阻力不計）。求：（1）木塊在圓周運動最高點的速度（2）炮彈射入木塊前的速度（3）炮彈和木塊損失的機械能。7.如圖，質(zhì)量為m1=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車足夠長，現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v2=2m/s從左端劃上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動摩擦因數(shù)=0.5，取g=10m/s2。求(1)摩擦力f多大，物塊、小車各受摩擦力的方向？(2)物塊和小車的加速度a物,a車？(3)物塊和小車最后共同速度v共？(4)以地面為參考系，物塊的位移S物和小車的位移S車？(5)物塊在小車上的位移，即他們的相對位移L?m2 m1專心-專注-專業(yè)