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1、能能 级级 跃跃 迁迁庞留根庞留根吕叔湘中学吕叔湘中学2007年年7月月http:/ Email:一、一、玻尔的原子理论玻尔的原子理论二、二、氢原子能级及氢光谱氢原子能级及氢光谱三三.几个重要的关系式几个重要的关系式四四.玻尔理论的局限性玻尔理论的局限性五、五、氢原子中的电子云氢原子中的电子云07届南京市第一次调研测试届南京市第一次调研测试 2 07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一)206年江年江苏连苏连云港市最后模云港市最后模拟拟考考试试706-07学年度南京市金陵中学一模学年度南京市金陵中学一模907届南京市综合检测题届南京市综合检测题(三三)4 07年苏锡常镇四市二模年苏锡常镇四市
2、二模82007年天津理综卷年天津理综卷18 2007年高考广东卷年高考广东卷206年年5月深圳市第二次调研考试月深圳市第二次调研考试807届南京市综合检测题（二）届南京市综合检测题（二）6,2007年重庆卷年重庆卷142007年理综全国卷年理综全国卷 19 2007年物理海南卷年物理海南卷19(1)2007年高考江苏卷年高考江苏卷4 2007年理综全国卷年理综全国卷18能能 级级 跃跃 迁迁一、玻尔的原子理论一、玻尔的原子理论三条假设三条假设（1）“定态假设定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能：原子只能处于一系列不连续的能量状态中量状态中,在这些状态中在这些状态中,电子虽做变速运动电子虽做
3、变速运动,但并不向外但并不向外辐射电磁波辐射电磁波,这样的相对稳定的状态称为定态。这样的相对稳定的状态称为定态。（2）“跃迁假设跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定差值决定。hv=E2-E1跃迁假设对发光跃迁假设对发光(吸光吸光)从微观从微观(原子等级原子等级)上给出了解释上给出了解释（3）“轨道量子化假设轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因：由于能量状态的
4、不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满足此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满足轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的原子理论之所以成功的根本原因。原子理论之所以成功的根本原因。二、氢原子能级及氢光谱二、氢原子能级及氢光谱（1）氢原子能级）氢原子能级:原子各个定态对应的能量是不连续原子各个定态对应的能量是不连续的，这些能量值叫做能级。的，这些能量值叫做能级。能级公式：能级公式：半径公式：半径公式：（2）氢原子的能级图氢原子的能级图 （3）氢光谱氢光谱在在氢氢光光谱谱中中,n=2,3,4,5,向向n=1跃跃迁迁发
5、发光光形形成成赖赖曼曼线线系系n=3,4,5,6向向n=2跃迁发光形成巴耳末线系；跃迁发光形成巴耳末线系；n=4,5,6,7向向n=3跃迁发光形成帕邢线系；跃迁发光形成帕邢线系；n=5,6,7,8向向n=4跃迁发光形成布喇开线系，跃迁发光形成布喇开线系，其中只有巴耳末线系的前其中只有巴耳末线系的前4条谱线落在可见光区域内。条谱线落在可见光区域内。三三.几个重要的关系式几个重要的关系式（1）能级公式）能级公式（2）跃迁公式）跃迁公式（3）半径公式）半径公式（4）动能跟动能跟n 的关系的关系由由得得（5）速度跟）速度跟n 的关系的关系（6）周期跟）周期跟n的关系的关系关系式（关系式（5）（）（6）
6、跟卫星绕地球运转的情况相似。）跟卫星绕地球运转的情况相似。四四.玻尔理论的局限性：玻尔理论的局限性：玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏观物体，对于微观粒子的运动，牛顿力学不适用了。观物体，对
7、于微观粒子的运动，牛顿力学不适用了。对对于于宏宏观观质质点点，只只要要知知道道它它在在某某一一时时刻刻的的位位置置和和速速度度以以及及受受力力情情况况，就就可可以以应应用用牛牛顿顿定定律律确确定定该该质质点点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。对对电电子子等等微微观观粒粒子子，牛牛顿顿定定律律已已不不再再适适用用，因因此此不不能能用用确确定定的的坐坐标标描描述述它它们们在在原原子子中中的的位位置置。玻玻尔尔理理论论中中说说的的“电电子子轨轨道道”实实际际上上也也是是没没有有意意义义的的。更更加加彻彻底底的的量量子子理理论论认认为为，我我们
8、们只只能能知知道道电电子子在在原原子子核核附附近近各各点点出出现现的的概概率率的的大大小小。在在不不同同的的能能量量状状态态下下，电电子子在在各各个个位位置置出出现现的的概概率率是是不不同同的的。如如果果用用疏疏密密不不同同的的点点子子表表示示电电子子在在各各个个位位置置出出现现的的概概率率，画画出出图图来来，就就像像一一片片云云雾雾一一样样，可可以以形形象象地地称称之之为为电子云。电子云。五、氢原子中的电子云五、氢原子中的电子云07届南京市第一次调研测试届南京市第一次调研测试 22氢氢原原子子发发出出a、b两两种种频频率率的的光光，经经三三棱棱镜镜折折射射后后的的光光路路如如图图所所示示，若
9、若a光光是是由由能能级级n=5向向n=2跃跃迁迁时发出时，则时发出时，则b光可能是（光可能是（）A从能级从能级n=4向向n=3跃迁时发出的跃迁时发出的B从能级从能级n=4向向n=2跃迁时发出的跃迁时发出的C从能级从能级n=6向向n=3跃迁时发出的跃迁时发出的D从能级从能级n=6向向n=2跃迁时发出的跃迁时发出的abD07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一)22氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是可能发生的情况是 ()A放出光子，电子动能减少，原子的能量增加放出光子，电子动能减少，原子的能量增加B放出光子，电子动能增加，原子
10、的能量减少放出光子，电子动能增加，原子的能量减少C吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加D吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少B C06年江年江苏连苏连云港市最后模云港市最后模拟拟考考试试77如如图图是是类类氢氢结结构构的的氦氦离离子子能能级级图图。已已知知基基态态的的氦氦离离子子能能量量为为E1=-54.4eV。在在具具有有下下列列能能量量的的光光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ()A40.8 eV B41.0 eVC43.2 eVD54.4 eVEE4E3E2E10-
11、3.4 eV-6.0 eV-13.6 eV-54.4 eVA D06-07学年度南京市金陵中学一模学年度南京市金陵中学一模99用用一一束束单单色色光光照照射射处处于于基基态态的的一一群群氢氢原原子子，这这些些氢氢原原子子吸吸收收光光子子后后处处于于激激发发态态，并并能能发发射射光光子子现现测测得得这这些些氢氢原原子子发发射射的的光光子子频频率率仅仅有有三三种种，分分别别为为1、2和和3，且，且123则入射光子的能量应为则入射光子的能量应为()Ah1、Bh2 Ch(1+2)Dh3C D07届南京市综合检测题（三）届南京市综合检测题（三）44处处于于激激发发态态的的原原子子，如如果果在在入入射射光
12、光子子的的作作用用下下，可可以以引引起起其其从从高高能能态态向向低低能能态态跃跃迁迁，同同时时在在两两个个能能态态之之间间的的能能量量差差以以辐辐射射光光子子的的形形式式发发射射出出去去，这这种种辐辐射射叫叫做做受受激激辐辐射射。原原子子发发生生受受激激辐辐射射时时，发发出出的的光光子子的的频频率率、发发射射方方向向等等都都跟跟人人射射光光子子完完全全一一样样，这这样样使使光光得得到到加加强强，这这就就是是激激光光产产生生的的机机理理。那那么么，发发生生受受激激辐辐射射时时，产产生生激激光光的的原原子子的的总总能能量量En、电电子子的的电电势势能能Ep、电电子子动动能能Ek 的变化关系是的变化
13、关系是 （）A.En减小、减小、Ep增大、增大、Ek 增大增大B.En增大、增大、Ep减小、减小、Ek 减小减小C.En.减小、减小、Ep增大、增大、Ek 减小减小D.En减小、减小、Ep减小、减小、Ek 增大增大D07年苏锡常镇四市二模年苏锡常镇四市二模8.8 右右图图为为汞汞原原子子的的能能级级图图，一一个个总总能能量量为为9eV 的的自自由由电电子子，与与处处于于基基态态的的汞汞原原子子发发生生碰碰撞撞后后（不不计计汞汞原原子子动动量量的的变变化化），电电子子剩剩下下的的能能量量可可能能为为（碰碰撞系统无能量损失）撞系统无能量损失）()A.0.2eV B.1.3eV C.2.3eV D.
14、5.5eVn=2n=3n=4n=1 -5.5 eV -2.7 eV -1.6 eV-10.4 eVA B2007年天津理综卷年天津理综卷1818右右图图为为氢氢原原子子能能级级的的示示意意图图，现现有有大大量量的的氢氢原原子子处处于于以以n=4的的激激发发态态，当当向向低低能能级级跃跃迁迁时时辐辐射射出出若若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是 ()A最最容容易易表表现现出出衍衍射射现现象象的的光光是是由由，n=4能能级级跃跃迁迁到到n=1能级产生的能级产生的B频率最小的光是由频率最小的光是由n=2能级跃迁到能级跃迁到n=1能级产生的能级产生的C
15、这些氢原子总共可辐射出这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光种不同频率的光D用用n=2能能级级跃跃迁迁到到n=1能能级级辐辐射射出出的的光光照照射射逸逸出出功功为为6.34eV的金属铂能发生光电效应的金属铂能发生光电效应D2007年高考广东卷年高考广东卷22图图1所所示示为为氢氢原原子子的的四四个个能能级级，其其中中E1为为基基态态，若若氢氢原原子子A处处于于激激发发态态E2，氢氢原原子子B处处于于激激发发态态E3，则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ()A原子原子A可能辐射出可能辐射出3种频率的光子种频率的光子B原子原子B可能辐射出可能辐射出3种频率的光子种频率的光子C原子原子A能够吸收原
16、子能够吸收原子B发出发出 的光子并跃迁到能级的光子并跃迁到能级E4D原子原子B能够吸收原子能够吸收原子A发出发出 的光子并跃迁到能级的光子并跃迁到能级E4E4E3E2E1图图1B06年年5月深圳市第二次调研考试月深圳市第二次调研考试88、已已知知氢氢原原子子的的电电子子从从量量子子数数n=2能能级级跃跃迁迁至至n=1能能级级时时,发发射射波波长长为为121.5nm的的电电磁磁波波；从从n=4能能级级跃跃迁迁至至n=1能能级级时时,发发射射波波长长为为97.2nm的的电电磁磁波波.试试问问电电子子从从n=4能能级级跃跃迁迁至至n=2能能级级时时,所所发发射射电电磁磁波波的的波波长长为为 （）A24.3 nm B153.4 nm C272.8 nm D486.0 nm解：解：n=2n=1 E1=E2-E1=hc/1n=4n=1 E2=E4-E1=hc/2n=4n=2 E3=E4-E2=E2-E1=hc/3D07届南京市综合检测题（二）届南京市综合检测题（二）66处处在在E1=-13.6eV能能级级的的氢氢原原子子吸吸收收某某个个光光子子后后，其其核核外外电电子子绕绕核核旋旋转转的的动动能能
