高中物理第十八章第4节玻尔的原子模型课时作业选修3-5

1．轨道量子化与定态

(1)玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道______任意的， 只有当半径大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是 ________的．电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生__________辐射．

(2)电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这 些量子化的能量值叫做______．这些具有确定能量的稳定状态称为______，能量最低的 状态叫做______，其他状态叫做________．也就是说，原子只能处在一系列________的 能量状态中． 2．频率条件

玻尔假定：当电子从能量__________的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时，会辐 射出能量为________的光子，反之会________光子．频率条件表达式为____________． 3．玻尔理论对氢光谱的解释

(1)玻尔理论解释巴耳末公式：按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能 量为hν＝Em－En；巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后的 __________的量子数n和2，并且理论上的计算和实验测量的______________符合得很 好，同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系．

(2)解释气体导电发光：气体放电管中的原子受到______________的撞击，有可能跃迁到 激发态，激发态是不稳定的，会自发地向低能级跃迁，放出光子．

(3)解释氢光谱的不连续：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后 ____．由于原子的能级是________的，所以放出的光子的能量也是________ 的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线． 4．玻尔模型的局限性

(1)玻尔理论的成功之处：玻尔的原子理论第一次将__________引入原子领域，提出了 ______和______的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．

(2)玻尔理论的局限性：对更复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于 过多地保留了__________，仍然把电子的运动看成是经典力学描述下的轨道运动．

【概念规律练】

知识点一 玻尔的原子理论

1．根据玻尔的原子模型，原子中核外电子绕核运转的半径( ) A．可以取任意值

B．可以在某一范围内取任意值 C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值

2．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )

A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，但不向外辐射能量

B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的 分布是不连续的

C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 知识点二 原子的跃迁

教育资源 3．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ 的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于( )

λ

A．E－h

cc

C．E－h

λ

λ

B．E＋h

cc

D．E＋h λ

4．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中( ) A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大 D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大 【方法技巧练】

一、原子跃迁过程放出或吸收光子的能量的计算

图1

5．如图1中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量En.用下列几种能量的光子 照射处于基态的原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是( ) A．9 eV的光子 B．12 eV的光子 C．10.2 eV的光子 D．15 eV的光子

6．设氢原子从基态向n＝2能级跃迁时，吸收的光子波长为λ1，从n＝2激发态向n＝3 能级跃迁时，吸收的光子波长为λ2，则氢原子从n＝3激发态向低能级跃迁时，所辐射 光子的波长可能为( ) A．λ1 B．λ2 C．λ1＋λ2

λ1λ2

D. λ1＋λ2

二、氢原子跃迁放出光子种类的分析方法

7．已知氢原子的能级结构如图2所示，可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下 列有关说法错误的是( )

教育资源 图2

A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应

C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光

D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

1．根据玻尔理论，以下说法正确的是( )

A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波

B．处于定态的原子，其电子做圆周运动，但并不向外辐射能量 C．原子内电子的可能轨道是不连续的

D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差 2．原子的能量量子化现象是指( ) A．原子的能量是不可以改变的 B．原子的能量与电子的轨道无关 C．原子的能量状态是不连续的 D．原子具有分立的能级

3．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( ) A．电子的动能 B．电子的电势能

C．电子的电势能与动能之和

D．电子的动能、电势能和原子核能之和

4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( ) A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线 C．只能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D．只能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线 5．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

图3

6．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝ －54.4 eV，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦 离子吸收而发生跃迁的是( ) A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV

7．氢原子处于量子数n＝3的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，吸收的光子能

教育资源 量应是( ) A．13.6 eV B．3.5 eV C．1.51 eV D．0.54 eV

8．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为 c，则( )

A．吸收光子的波长为B．辐射光子的波长为C．吸收光子的波长为

－h－hch

E1－E2ch

E1－E2

D．辐射光子的波长为

图4

9．氢原子的部分能级如图4所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由 此可推知，氢原子( )

A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短 B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光

C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光

10．图5所示为氢原子的能级图．一群处于n＝4激发态的氢原子，发生跃迁时可观测到 氢原子发射不同波长的光有多少种( )

图5

A．6 题 号 答 案 1 B．2 2 3 4 C．3 5 6 D．1 7 8 9 10 11.已知氢原子的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级的能量值为En ＝

－13.6

eV. n2

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