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-1-第4节氢原子光谱与能级结构-2-第4节氢原子光谱与能级结构首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标霓虹灯发出的光,线条结构丰富,色彩鲜艳、绚丽多姿,形状、色彩变幻莫测,令人赏心悦目。一幅幅流动的画面,似天上彩虹,像人间银河,更酷似一个梦幻世界,使人难以忘怀。霓虹灯是一种增添节日欢快气氛和进行广告宣传的最佳光源,霓虹灯的亮、美、动特点,在各类新型光源中独领风骚。同学们,你们知道霓虹灯的发光原理吗?1.了解氢原子光谱的特点,知道巴尔末公式。2.通过玻尔理论对氢光谱的解释,知道玻尔理论的正确性与局限性。3.知道玻尔理论是一种半经典半量子化的理论。-3-第4节氢原子光谱与能级结构JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二氢原子光谱内容特点1从红外区到紫外区呈现多条具有确定波长的谱线Hα、Hβ、Hδ等2从长波到短波,Hα~Hδ等谱线间的距离越来越小,表现出明显的规律性巴尔末公式1𝜆=R(122-1𝑛2),n=3,4,5,…;R叫做里德伯常量-4-第4节氢原子光谱与能级结构JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二玻尔理论对氢光谱的解释项目内容成功之处冲破了能量连续变化的束缚,认为能量是量子化的根据量子化能量计算光的发射频率和吸收频率局限性利用经典力学的方法推导电子轨道半径,是一种半经典的量子论-5-第4节氢原子光谱与能级结构ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究氢原子光谱●问题导引●月光比遥远的恒星发出的光亮得多,既然恒星的成分可以用光谱分析的方法分析,月球的成分是否可以用光谱分析的方法得到?提示:月球反射太阳光,月球本身不发光,故不能通过对月光做光谱分析获知月球的成分。-6-第4节氢原子光谱与能级结构ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究●名师精讲●氢原子光谱光谱巴尔末公式1𝜆=R(122-1𝑛2)(n=3,4,5,6…)式中n只能取整数,最大值为16,最小值为3,里德伯常R=1.10×107m-1规律1巴尔末系的14条谱线都处于可见光区2在巴尔末系中n值越大,对应的波长λ越短,即n=3时,对应的波长最长;n=16时,对应的波长最短3除了巴尔末系,氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线也都满足与巴尔末公式类似的关系式-7-第4节氢原子光谱与能级结构ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究【例题】在可见光范围内,氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数为n。(1)它们的波长各是多少?(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少?解析:(1)谱线对应的n越小,波长越长,故当n=3,4时,氢原子发光所对应的波长最长。当n=3时,1𝜆1=1.10×107×(122−132)m-1解得λ1=6.5×10-7m。当n=4时,1𝜆2=1.10×107×(122−142)m-1解得λ2=4.8×10-7m。(2)n=3时,对应着氢原子巴尔末系中波长最长的光,设其波长为λ,因此E=hν=h𝑐𝜆=6.63×10-34×3×1086.5×10-7J=3.06×10-19J。答案:(1)6.5×10-7m4.8×10-7m(2)3.06×10-19J-8-第4节氢原子光谱与能级结构ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究触类旁通在上题中,两条可见光中n等于几时的能量大?能量大的可见光的频率是多大?解析:谱线对应的n越大,波长越短,光的频率越大,能量也越大,故n=4时光子能量大当n=4时,1𝜆=1.10×107×(122−142)m-1解得λ=4.8×10-7m由λ=𝑐𝜈知ν=𝑐𝜆=3.0×1084.8×10-7Hz=6.25×1014Hz。答案:46.25×1014Hz-9-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123451.有关氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子的发射光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关解析:氢原子的能级是分立的。氢原子只能发出能量等于氢原子各能级差的分立的、不连续的、特定频率的光,故B、C正确。答案:BC-10-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123452.对于巴尔末公式1𝜆=R(122−1𝑛2)的理解,正确的是()A.此公式是巴尔末在研究氢光谱特征时发现的B.公式中n可取任意值,故氢光谱是连续谱C.公式中n只能取整数值,故氢光谱是线状谱D.公式不但适用于氢光谱的分析,也适用于其他原子的光谱解析:此公式是巴尔末在研究氢光谱在可见光区的14条谱线时得到的,只适用于氢光谱的分析,且n只能取大于等于3的整数,则λ不能取连续值,故氢原子光谱是线状谱。答案:AC-11-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123453.氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为()A.59B.49C.79D.29解析:由巴尔末公式1𝜆=R(122−1𝑛2),n=3,4,5…当n=∞时,最小波长1𝜆1=R122,当n=3时,最大波长1𝜆2=R(122−132),得𝜆1𝜆2=59。答案:A-12-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123454.如图甲所示为氢原子的能级,图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,则谱线b是氢原子()甲氢原子的光谱,图下的数值和短线是波长的标尺乙-13-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点12345A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光B.从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光D.从n=1的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光解析:由氢原子光谱可知,λbλa,因而产生b谱线的能级差应大于产生a谱线的能级差,因而应选B项。答案:B-14-第4节氢原子光谱与能级结构SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123455.氦氖激光器能产生三种波长的激光,其中两种波长分别为λ1=0.6328μm,λ2=3.39μm。已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁能级间隔,则ΔE2的近似值为()A.10.50eVB.0.98eVC.0.53eVD.0.36eV解析:能级跃迁满足ΔE1=ℎ𝑐𝜆1,ΔE2=ℎ𝑐𝜆2,代入数值可求得ΔE2=0.36eV。答案:D