2017-2018學(xué)年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu) 4 玻爾的原子模型學(xué)案 新人教版選修3-5

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1、 4　玻爾的原子模型 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容.2.了解能級(jí)、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念，會(huì)計(jì)算原子躍遷時(shí)吸收或輻射光子的能量.3.能用玻爾原子理論簡(jiǎn)單解釋氫原子光譜． 一、玻爾原子理論的基本假設(shè) [導(dǎo)學(xué)探究]　1.按照經(jīng)典理論，核外電子在庫(kù)侖引力作用下繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．我們知道，庫(kù)侖引力和萬有引力形式上有相似之處，電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)與衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)也一定有某些相似之處，那么若將衛(wèi)星—地球模型縮小是否就可以變?yōu)殡娮印雍四Ｐ湍兀? 答案　不可以．在玻爾理論中，電子的軌道半徑只可能是某些分立的數(shù)值，而衛(wèi)星的軌道半徑可按需要任意取值．

2、2．氫原子吸收或輻射光子的頻率條件是什么？它和氫原子核外的電子的躍遷有什么關(guān)系？ 答案　電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(其能量記為En)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子(h是普朗克常量)，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En(m＞n)．這個(gè)式子稱為頻率條件，又稱輻射條件． 當(dāng)電子從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定． [知識(shí)梳理]　玻爾原子理論的基本假設(shè) 1．軌道量子化 (1)原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)． (2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是量子化的(填

3、“連續(xù)變化”或“量子化”)． (3)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射． 2．定態(tài) (1)當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫做能級(jí)． (2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)． (3)基態(tài)：原子能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子基態(tài)能量E1＝－13.6 eV. (4)激發(fā)態(tài)：較高的能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)． 氫原子各能級(jí)的關(guān)系為：En＝E1.(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…) 3．頻率條件與躍遷

4、 當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為En，m＞n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝Em－En，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件． [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤． (1)玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道半徑是任意的，就像人造地球衛(wèi)星，能量大一些，軌道半徑就會(huì)大點(diǎn)．(　×　) (2)玻爾認(rèn)為原子的能量是量子化的，不能連續(xù)取值．(　√　) (3)當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出任意能量的光子．(　×　) 二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋 [導(dǎo)學(xué)探究]　如圖1所示是氫原子的能級(jí)圖，一群處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍

5、遷時(shí)能輻射出多少種頻率不同的光子？從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，放出光子的能量多大？ 圖1 答案　氫原子能級(jí)躍遷圖如圖所示．從圖中可以看出能輻射出6種頻率不同的光子，它們分別是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1. 從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)輻射光子能量ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV. [知識(shí)梳理] 1．氫原子能級(jí)圖(如圖2所示) 圖2 2．解釋巴耳末公式 按照玻爾理論，從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)輻射的光子的能量為hν＝Em－En.巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能

6、級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2. 3．解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光 通常情況下，原子處于基態(tài)，基態(tài)是最穩(wěn)定的，原子受到電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)． 4．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性 原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線． 5．解釋不同原子具有不同的特征譜線 不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級(jí)各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同． [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤．

7、 (1)玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系．(　√　) (2)處于基態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向其他能級(jí)躍遷，放出光子．(　×　) (3)不同的原子具有相同的能級(jí)，原子躍遷時(shí)輻射的光子頻率是相同的．(　×　) 三、玻爾理論的局限性 [導(dǎo)學(xué)探究]　玻爾理論的成功之處在哪兒？為什么說它又有局限性？ 答案　(1)玻爾理論成功之處在于第一次將量子化的思想引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜． (2)它的局限性在于過多的保留了經(jīng)典粒子的觀念． [知識(shí)梳理] 1．成功之處 玻爾理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)

8、規(guī)律． 2．局限性 保留了經(jīng)典粒子的觀念，把電子的運(yùn)動(dòng)仍然看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)． 3．電子云 原子中的電子沒有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述電子在某個(gè)位置出現(xiàn)概率的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點(diǎn)表示時(shí)，這種圖象就像云霧一樣分布在原子核周圍，故稱電子云． [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤． (1)玻爾第一次提出了量子化的觀念．(　×　) (2)玻爾的原子理論模型可以很好地解釋氦原子的光譜現(xiàn)象．(　×　) (3)電子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)并不是具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)的軌道運(yùn)動(dòng)．(　√　) 一、對(duì)玻爾原子模型的理解 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

9、數(shù)值． (2)氫原子中電子軌道的最小半徑為r1＝0.053 nm，其余軌道半徑滿足rn＝n2r1，式中n稱為量子數(shù)，對(duì)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(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，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)：電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)的能量狀態(tài)，基態(tài)能量E1＝－13.6 eV. (3)激發(fā)態(tài)：電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量狀態(tài)，其能量值En＝E1(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…) 3．躍遷與頻率條件 原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射

10、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，即高能級(jí)Em低能級(jí)En. 例1　(多選)玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有(　　) A．原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 B．原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 C．電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子 D．電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率 答案　ABC 解析　A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來的假設(shè)，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級(jí)躍遷學(xué)說的提出，也就是“量子化”的概念．原子的不同能量狀態(tài)與電

11、子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng)，是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)合．原子輻射的能量與電子在某一可能軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)無關(guān)． 例2　氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大 B．原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小 C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大 答案　D 解析　根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)能量較大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，故B錯(cuò)；氫原子核外電子繞核做圓

12、周運(yùn)動(dòng)，由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力提供向心力，即：k＝m，又Ek＝mv2，所以Ek＝.由此式可知：電子離核越遠(yuǎn)，即r越大時(shí)，電子的動(dòng)能越小，故A、C錯(cuò)；由r變大時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)核外電子做負(fù)功，因此電勢(shì)能增大，從而判斷D正確． 針對(duì)訓(xùn)練1　(多選)按照玻爾原子理論，下列表述正確的是(　　) A．核外電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑可取任意值 B．氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大 C．電子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En(m>n) 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(yùn)動(dòng)的軌道半徑是確定的值，

13、而不是任意值，A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)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(cuò)誤． 原子的能量及變化規(guī)律 (1)原子的能量：En＝Ekn＋Epn. (2)電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)：k＝m， 故Ekn＝mvn2＝ 電子軌道半徑越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能越小． (3)當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減?。? (4)電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了光子，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道上．即電子軌道半徑越大，原子的能量越大． 二、氫原子的躍遷規(guī)律分析 1．對(duì)能級(jí)圖的理解

14、由En＝知，量子數(shù)越大，能級(jí)差越小，能級(jí)橫線間的距離越?。畁＝1是原子的基態(tài)，n→∞是原子電離時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)． 2．躍遷過程中吸收或輻射光子的頻率和波長(zhǎng)滿足hν＝|Em－En|，h＝|Em－En|. 3．大量處于n激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射種不同頻率的光，一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射(n－1)種頻率的光子． 例3　(多選)氫原子能級(jí)圖如圖3所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是(　　) 圖3 A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nm B．用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫

15、原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí) C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 D．用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) 答案　CD 解析　能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，A錯(cuò)誤；由Em－En＝hν可知，B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)C＝3可知，C正確． 針對(duì)訓(xùn)練2　如圖4所示為氫原子的能級(jí)圖．用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，則可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有(　　) 圖4 A．15種 B．10種 C．4種 D．1種 答案　B 解析　基態(tài)的

16、氫原子的能級(jí)值為－13.6 eV，吸收13.06 eV的能量后變成－0.54 eV，原子躍遷到n＝5能級(jí)，由于氫原子是大量的，故輻射的光子種類是＝種＝10種． 原子躍遷時(shí)需要注意的兩個(gè)問題 (1)注意一群原子和一個(gè)原子：氫原子核外只有一個(gè)電子，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，只能出現(xiàn)所有可能情況中的一種，但是如果有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)． (2)注意躍遷與電離：hν＝Em－En只適用于光子和原子作用使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況，對(duì)于光子和原子作用使原子電離的情況，則不受此條件的限制．如基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV，只要大于或等于13

17、.6 eV的光子都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大． 1．根據(jù)玻爾理論，關(guān)于氫原子的能量，下列說法中正確的是(　　) A．是一系列不連續(xù)的任意值 B．是一系列不連續(xù)的特定值 C．可以取任意值 D．可以在某一范圍內(nèi)取任意值 答案　B 2．氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論，下列判斷正確的是(　　) A．電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大 B．電子的動(dòng)能減少 C．氫原子的電勢(shì)能增大 D．氫原子的能級(jí)減小 答案　D 解析　氫原子輻射出光子后，由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，軌道半徑減小，電子動(dòng)能增大，此過程中庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)

18、能減?。? 3．(多選)如圖5所示為氫原子的能級(jí)圖，A、B、C分別表示電子在三種不同能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，則下列判斷中正確的是(　　) 圖5 A．能量和頻率最大、波長(zhǎng)最短的是B光子 B．能量和頻率最小、波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是C光子 C．頻率關(guān)系為νB＞νA＞νC，所以B的粒子性最強(qiáng) D．波長(zhǎng)關(guān)系為λB＞λA＞λC 答案　ABC 解析　從圖中可以看出電子在三種不同能級(jí)躍遷時(shí)，能級(jí)差由大到小依次是B、A、C，所以B光子的能量和頻率最大，波長(zhǎng)最短，能量和頻率最小、波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是C光子，所以頻率關(guān)系是νB＞νA＞νC，波長(zhǎng)關(guān)系是λB<λA<λC，所以B光子的粒子性最強(qiáng)，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)

19、誤． 4．氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34 J·s. (1)處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，至少要吸收多大能量的光子才能電離？ (2)今有一群處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子，最多可以輻射幾種不同頻率的光子？其中最小的頻率是多少？(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 答案　(1)3.4 eV　(2)6種　1.6×1014 Hz 解析　(1)E2＝E1＝－3.4 eV 則處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能電離． (2)根據(jù)C＝6知，一群處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子最多能輻射出的光子種類為6種． n＝4→n＝3時(shí)，光子頻率最小為νm

20、in，則E4－E3＝hνmin， 代入數(shù)據(jù)，解得νmin＝1.6×1014 Hz. 一、選擇題(1～7題為單選題，8～10題為多選題) 1．根據(jù)玻爾理論，氫原子有一系列能級(jí)，以下說法正確的是(　　) A．當(dāng)氫原子處于第2能級(jí)且不發(fā)生躍遷時(shí)，會(huì)向外輻射光子 B．電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑可取任意值 C．處于基態(tài)的氫原子可以吸收10 eV的光子 D．大量氫原子處于第4能級(jí)，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多會(huì)出現(xiàn)6條譜線 答案　D 解析　氫原子處于第2能級(jí)且向基態(tài)發(fā)生躍遷時(shí)，才會(huì)向外輻射光子．故A錯(cuò)誤．根據(jù)玻爾原子理論可知，電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑是特定值．故B錯(cuò)誤.10 eV的能量不等于基態(tài)與其

21、他能級(jí)間的能級(jí)差，所以該光子能量不能被吸收．故C錯(cuò)誤．根據(jù)C＝6知，大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能輻射出6種不同頻率的光子．故D正確． 2．一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子(　　) A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少 答案　B 解析　氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出光子，能量減少，故選項(xiàng)B正確． 3．氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62～3.11 eV.下列說法錯(cuò)誤的是(　　) 圖1 A．處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離

22、B．大量氫原子從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng) C．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出2種不同頻率的可見光 D．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出3種不同頻率的可見光 答案　D 解析　紫外線的頻率比可見光的高，因此紫外線光子的能量應(yīng)大于3.11 eV，而處于n＝3能級(jí)的氫原子其電離能僅為1.51 eV＜3.11 eV，所以處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離． 4．根據(jù)玻爾理論，某原子從能量為E的軌道躍遷到能量為E′的軌道，輻射出波長(zhǎng)為λ的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于(　　) A．E－

23、h B．E＋h C．E－h(huán) D．E＋h 答案　C 解析　釋放的光子能量為hν＝h，所以E′＝E－h(huán)ν＝E－h(huán). 5．如圖2所示是某原子的能級(jí)圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長(zhǎng)的光．選項(xiàng)圖所示的該原子光譜中，譜線從左向右的波長(zhǎng)依次增大，則正確的是(　　) 圖2 答案　C 解析　由能級(jí)圖可知，三種光的能量大小依次為Ea>Ec>Eb，又E＝h，可知b光的能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，a光的能量最大，波長(zhǎng)最短，C項(xiàng)正確． 6．氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則(　

24、　) A．吸收光子的能量為hν1＋hν2 B．輻射光子的能量為hν1＋hν2 C．吸收光子的能量為hν2－h(huán)ν1 D．輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1 答案　D 解析　由于氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，可知能級(jí)k最高、n最低，所以氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，要輻射光子的能量為hν2－h(huán)ν1，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 7．處于n＝3能級(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的頻率有(　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 答案　C 8．關(guān)于玻爾的原子模型，下列說法中正確的是(　　) A．它徹底否定

25、了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 B．它發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 C．它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論 D．它引入了普朗克的量子理論 答案　BD 解析　玻爾的原子模型在核式結(jié)構(gòu)模型的前提下提出軌道量子化、能量量子化及能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)誤，B正確，它的成功就在于引入了量子化理論，缺點(diǎn)是被過多引入的經(jīng)典力學(xué)所困，故C錯(cuò)誤，D正確． 9．關(guān)于玻爾原子理論的基本假設(shè)，下列說法中正確的是(　　) A．原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力 B．氫原子光譜的不連續(xù)性，表明了氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的 C．原子的能量包括電子的動(dòng)能和勢(shì)能，電子動(dòng)能可取任意值，勢(shì)能只能取某些分立值 D．電子由一條軌道

26、躍遷到另一條軌道上時(shí)，輻射(或吸收)光子頻率等于電子繞核運(yùn)動(dòng)的頻率 答案　AB 解析　根據(jù)玻爾理論的基本假設(shè)知，原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力，故A正確．玻爾原子模型結(jié)合氫原子光譜，可知?dú)湓拥哪芰渴遣贿B續(xù)的．故B正確．原子的能量包括電子的動(dòng)能和勢(shì)能，由于軌道是量子化的，則電子動(dòng)能也是特定的值，故C錯(cuò)誤．電子由一條軌道躍遷到另一條軌道上時(shí)，輻射(或吸收)的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，D錯(cuò)誤． 10．如圖3所示，用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為ν1、ν2、ν3，由此可知，開始用來照射

27、容器的單色光的光子能量可以表示為(　　) 圖3 A．hν1 B．hν3 C．hν1＋hν2 D．hν1＋hν2＋hν3 答案　BC 解析　氫原子吸收光子能向外輻射三種不同頻率的光子，可知?dú)湓颖粏紊庹丈浜筌S遷到第3能級(jí)，吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，即單色光的能量E＝hν3，又hν3＝hν1＋hν2，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 11．如圖4所示為氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，當(dāng)氫原子在這些能級(jí)間躍遷時(shí)， 圖4 (1)最多有可能放出幾種能量的光子？ (2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)，所發(fā)出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)？最長(zhǎng)波長(zhǎng)是多少？ 答案　(1)6種　(2)第4

28、能級(jí)向第3能級(jí)　1.88×10－6 m 解析　(1)由N＝C，可得N＝C＝6種． (2)氫原子由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷時(shí)，能級(jí)差最小，輻射的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，根據(jù)hν＝＝E4－E3＝－0.85－(－1.51) eV＝0.66 eV，λ＝＝ m≈1.88×10－6 m. 12．氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4 eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖5所示，用一群處于第4能級(jí)的氦離子發(fā)出的光照射處于基態(tài)的氫原子．求： 圖5 (1)氦離子發(fā)出的光子中，有幾種能使氫原子發(fā)生光電效應(yīng)？ (2)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能最大是多少？

29、 答案　(1)3種　(2)37.4 eV 解析　(1)一群處于n＝4能級(jí)的氦離子躍遷時(shí)，一共發(fā)出N＝＝6種光子． 由頻率條件hν＝Em－En知6種光子的能量分別是 由n＝4到n＝3，hν1＝E4－E3＝2.6 eV， 由n＝4到n＝2，hν2＝E4－E2＝10.2 eV， 由n＝4到n＝1，hν3＝E4－E1＝51.0 eV， 由n＝3到n＝2，hν4＝E3－E2＝7.6 eV， 由n＝3到n＝1，hν5＝E3－E1＝48.4 eV， 由n＝2到n＝1，hν6＝E2－E1＝40.8 eV， 由發(fā)生光電效應(yīng)的條件知，hν3、hν5、hν6三種光子可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生光電效應(yīng)． (2)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，能量為51.0 eV的光子使氫原子逸出的光電子最大初動(dòng)能最大，將W0＝13.6 eV代入，Ek＝hν－W0得Ek＝37.4 eV. 13