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第4節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型
(分值：100分)
選擇題1～11題，每小題8分，共88分。
對(duì)點(diǎn)題組練
題組一　光譜和光譜分析
1.關(guān)于光譜，下列說(shuō)法正確的是(　　)
一切光源發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜
一切光源發(fā)出的光譜都是線狀譜
稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜
做光譜分析時(shí)，利用連續(xù)譜和線狀譜都可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成
2.(多選)下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中正確的是(　　)
光譜包括發(fā)射光譜、連續(xù)譜、線狀譜、原子光譜、吸收光譜五種光譜
往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡觀察到鈉的線狀譜
利用太陽(yáng)光譜可以分析太陽(yáng)的化學(xué)組成
各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜
題組二　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　經(jīng)典理論的困難
3.(多選)關(guān)于經(jīng)典電磁理論與原子的核式結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　)
經(jīng)典電磁理論很容易解釋原子的穩(wěn)定性
根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電子會(huì)不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上
根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的
原子的核式結(jié)構(gòu)模型徹底否定了經(jīng)典電磁理論
4.(多選)1885年，瑞士科學(xué)家巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的氫原子在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)滿足一個(gè)公式：＝R∞(－)(n＝3，4，5，…)，其中n表示電子所在能級(jí)的量子數(shù)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
n越大，輻射的光子能量越小
n越小，輻射的光越易發(fā)生衍射
n越大，輻射的光的頻率越大
n越大，輻射的光在同一種介質(zhì)中傳播的速度越大
題組三　玻爾原子理論的基本假設(shè)
5.玻爾理論假設(shè)氫原子的核外電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
核外電子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向外輻射能量
核外電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)
原子處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)時(shí)，能量均相同且為特定值
電子軌道半徑變化時(shí)，以光子的形式任意吸收或輻射能量
6.(2023·新課標(biāo)卷，16)銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級(jí)的能量差量級(jí)為10－5 eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，元電荷e＝1.60×10－19 C)(　　)
103 Hz 106 Hz 109 Hz 1012 Hz
7.如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，若一群氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)放出的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)
這群氫原子放出的光子中，能量最大為10.2 eV
這群氫原子躍遷時(shí)能夠放出3種不同頻率的光子
這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷
8.(多選)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，大量處于基態(tài)的氫原子受到激發(fā)后躍遷到n＝4能級(jí)，然后向低能級(jí)躍遷發(fā)出光，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
基態(tài)氫原子可能受到能量為12.85 eV的外來(lái)單色光照射激發(fā)
基態(tài)氫原子可能受到動(dòng)能為12.85 eV的外來(lái)電子轟擊激發(fā)
一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出6種譜線
一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出3種譜線
綜合提升練
9.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)處于n＝4能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷，下列說(shuō)法正確的是(　　)
這些氫原子可能發(fā)出6種不同頻率的光
氫原子由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光子能量最小
氫原子由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，輻射的光子波長(zhǎng)最短
已知鉀的逸出功為2.22 eV，則氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子可以從金屬鉀的表面打出光電子
10.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖所示，a、b、c分別表示原子在不同能級(jí)之間的三種躍遷途徑，設(shè)a、b、c在躍遷過(guò)程中，放出光子的能量和波長(zhǎng)分別是εa、εb、εc和λa、λb、λc，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則(　　)
λa＝λb＋λc
＝＋
Eb＝Ea＋Ec
c光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
11.如圖為氫原子的能級(jí)圖。當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光子a；當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光子b，則下列判斷正確的是(　　)
光子a的能量大于光子b的能量
光子a的波長(zhǎng)小于光子b的波長(zhǎng)
光子a的頻率小于光子b的頻率
b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.(12分)如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，能發(fā)出多個(gè)能量不同的光子。
(1)(6分)求其中頻率最大光子的能量；
(2)(6分)若用此光照射到逸出功為2.75 eV的光電管上，求加在該光電管上的反向遏止電壓。
第4節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型
1.C　[熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜，稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜，所以A、B錯(cuò)誤，C正確；在鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成時(shí)，是利用原子的特征譜線進(jìn)行分析，原子的特征譜線是線狀譜，所以D錯(cuò)誤。]
2.BD　[光譜包括發(fā)射光譜和吸收光譜兩種，其中發(fā)射光譜分為連續(xù)譜和線狀譜，線狀譜和吸收光譜都能體現(xiàn)不同原子的特征，稱為原子光譜，各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡觀察到鈉的線狀譜，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)光譜是吸收光譜，其中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的，說(shuō)明太陽(yáng)大氣層中存在與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素，但是不能分析太陽(yáng)的化學(xué)組成，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。]
3.BC　[根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子在繞核做加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，要向外輻射電磁波，因此能量要減少，電子的軌道半徑要減小，最終會(huì)落到原子核上，因而原子是不穩(wěn)定的。電子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，隨著運(yùn)動(dòng)半徑不斷減小，運(yùn)動(dòng)頻率不斷增大，輻射電磁波的頻率不斷變化，因而大量原子發(fā)光的光譜應(yīng)該是連續(xù)譜。事實(shí)上，原子是穩(wěn)定的，原子光譜也不是連續(xù)譜，而是線狀譜，故A錯(cuò)誤，B、C正確；原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的種種矛盾說(shuō)明，經(jīng)典電磁理論已不適用于原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量子化的概念提出了量子化的原子模型，但在玻爾的原子模型中仍然認(rèn)為原子中有一個(gè)很小的原子核，電子在核外繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電子受到的庫(kù)侖力提供向心力，并沒(méi)有徹底否定經(jīng)典的電磁理論，故D錯(cuò)誤。]
4.BC　[該公式表示氫原子從n＞2的能級(jí)躍遷到n＝2時(shí)發(fā)出的光組成的巴耳末線系，n越大，對(duì)應(yīng)兩能級(jí)間的差值越大，輻射的光子能量也越大，A錯(cuò)誤；光子的能量ε＝hν＝h，n越小時(shí)，輻射的光的光子能量越小，則光的波長(zhǎng)越大，而波長(zhǎng)越大，越容易發(fā)生衍射，B正確；n越大，輻射的光的頻率越大，而頻率越大，光在同種介質(zhì)中的折射率n′越大，根據(jù)折射率n′＝可知，光在同一種介質(zhì)中傳播的速度越小，C正確，D錯(cuò)誤。]
5.B　[電子雖然做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量，處于穩(wěn)定的狀態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論假設(shè)的解釋，電子軌道是量子化的，電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑的大小符合一定條件，這樣的軌道才是可能的，即核外電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，B正確；當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論的頻率條件hν＝En－Em可知，吸收或輻射的能量不是任意的，是由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，D錯(cuò)誤。]
6.C　[由躍遷理論可知，躍遷發(fā)射的光子能量等于發(fā)生躍遷的兩能級(jí)的能量差，即ΔE＝hν，解得ν＝＝ Hz≈2.4×109 Hz，故躍遷發(fā)射的光子頻率數(shù)量級(jí)為109 Hz，C正確。]
7.C　[氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)放出的光子的能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，故A錯(cuò)誤；這群氫原子放出的光子中，能量最大為ε＝E3－E1＝12.09 eV，故B錯(cuò)誤；這群氫原子躍遷時(shí)能夠放出光子的頻率種數(shù)為N＝C＝3，故C正確；這群氫原子只能吸收特定光子的能量而向更高能級(jí)躍遷，故D錯(cuò)誤。]
8.BD　[基態(tài)氫原子若能躍遷到n＝4能級(jí)，需要吸收光子的能量為(－0.85 eV)－(－13.6 eV)＝12.75 eV，則基態(tài)氫原子受到能量為12.85 eV的外來(lái)單色光照射時(shí)不能躍遷到n＝4能級(jí)，但若受到大于12.75 eV的能量的電子轟擊時(shí)可躍遷到n＝4的能級(jí)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出3種譜線，分別對(duì)應(yīng)于4→3，3→2，2→1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]
9.A　[根據(jù)C＝6，所以這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光，故A正確；由題圖可知當(dāng)核外電子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，能級(jí)差最小，輻射的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故B、C錯(cuò)誤；從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出的光子能量ε＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV <2.22 eV，小于鉀的逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。]
10.BC　[εa＝E2－E1，εb＝E3－E1，εc＝E3－E2，故εb＝εa＋εc，C正確；又因?yàn)棣牛絟ν＝h，故＝＋，A錯(cuò)誤，B正確；a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而εa＞εc，c光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。]
11.C　[光子a的輻射能量Ea＝E4－E2＝2.55 eV，光子b的輻射能量Eb＝E3－E1＝12.09 eV，得出Ea＜Eb，A錯(cuò)誤；由E＝hν＝知νa＜νb，λa＞λb，B錯(cuò)誤，C正確；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。]
12.(1)12.75 eV　(2)10 V
解析　(1)從n＝4到n＝1能級(jí)躍遷釋放光子的能量最大，
為ε＝hν＝E4－E1＝12.75 eV。
(2)根據(jù)Ek＝hν－W0 , 0－Ek＝－eUc
解得Uc＝10 V。第4節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.了解光譜、連續(xù)譜和線狀譜等概念。 2.知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。 3.知道經(jīng)典理論的困難在于無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性和光譜分立特性。 4.知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容。 5.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。 6.能用玻爾原子理論簡(jiǎn)單解釋氫原子模型。 7.了解玻爾模型的不足之處及其原因。
知識(shí)點(diǎn)一　光　譜
早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了白光通過(guò)三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫作光譜，通過(guò)這種方式我們可以得到不同物質(zhì)光譜。下圖為二氧化碳分子、鈉原子、氫原子的光譜，它們的光譜是否一樣？它們發(fā)出的光的頻率是否相同？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.光譜的定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按　　　　　　（頻率）展開，獲得波長(zhǎng)（頻率）和　　　　　　分布的記錄。
2.分類
（1）發(fā)射光譜
①線狀譜：光譜是一條條的　　　　。
②連續(xù)譜：光譜是　　　　　　　　的光帶。
（2）吸收光譜
①定義：連續(xù)譜中，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜。
②產(chǎn)生條件：熾熱物體發(fā)生的白光通過(guò)溫度較低的氣體后，再色散形成的。
3.特征譜線：氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是　　　　　　，說(shuō)明原子只發(fā)出幾種　　　　　　的光，不同原子的亮線位置　　　　，說(shuō)明不同原子的　　　　　　不一樣，光譜中的亮線稱為原子的　　　　　　。
4.光譜分析的應(yīng)用：利用原子的　　　　　　　，可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的　　　　　　，這種方法稱為　　　　　　，它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10－13 kg時(shí)就可以被檢測(cè)到。
【思考】
　閱讀課本“科學(xué)漫步”，思考：
（1）太陽(yáng)光譜有什么特點(diǎn)？
（2）太陽(yáng)光譜產(chǎn)生的原因是什么？
（3）太陽(yáng)光譜屬于哪類光譜？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 （多選）下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中，正確的是（　　）
A.太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜
B.煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜
C.進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜
D.我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練1 （多選）下列關(guān)于特征譜線的幾種說(shuō)法，正確的有（　　）
A.線狀譜中的亮線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線
B.線狀譜中的亮線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線
C.線狀譜中的亮線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線
D.同一元素的吸收光譜中的暗線與線狀譜中的亮線是相對(duì)應(yīng)的
知識(shí)點(diǎn)二　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　經(jīng)典理論的困難
如圖所示為氫原子的光譜，仔細(xì)觀察，氫原子光譜具有什么特點(diǎn)？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.氫原子光譜的特點(diǎn)：光譜的結(jié)果顯示氫原子只能發(fā)出一系列　　　　　　的光。
在氫原子光譜圖中的可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。
2.巴耳末公式：＝　　　　　　　　（n＝3，4，5，…），式中R∞叫作　　　　　　　　，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的值為R∞＝1.10×107 m－1。
公式中只能取n≥3的整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)是分立的值。
3.巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的　　　　光譜的特征。
4.其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。
5.經(jīng)典理論的困難
（1）核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了　　　　　　　　。
（2）經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的　　　　性，又無(wú)法解釋原子光譜的　　　　特征。
例2 對(duì)于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)
B.巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中的可見(jiàn)光部分的光波長(zhǎng)
C.巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光中的一個(gè)線系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)光，又有紫外光
D.巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練2 （多選）下列關(guān)于巴耳末公式＝R∞
的理解，正確的是（　　）
A.巴耳末系的4條譜線位于紅外區(qū)
B.公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜
C.公式中n只能取大于或等于3的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜
D.在巴耳末系中n值越大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ越短
知識(shí)點(diǎn)三　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　　　　　　的作用下，繞原子核做　　　　　　。
（2）電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說(shuō)電子的軌道是　　　　的。
（3）電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是　　　　的，不產(chǎn)生　　　　　　。
2.定態(tài)
（1）當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，即原子的能量是　　　　　的，這些量子化的能量值叫作　　　　。
（2）原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為　　　　。能量最低的狀態(tài)叫作　　　　，其他的狀態(tài)叫作　　　　　　。
（3）理解
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)：基態(tài)對(duì)應(yīng)的是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。
③激發(fā)態(tài)：激發(fā)態(tài)對(duì)應(yīng)的是電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)。
3.躍遷：原子由一個(gè)能量狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)能量狀態(tài)的過(guò)程稱為　　　　。
4.頻率條件：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為En）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為Em，m＜n）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＝　　　　，這個(gè)式子稱為頻率條件，又稱輻射條件。反之，當(dāng)電子吸收光子時(shí)會(huì)從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的定態(tài)軌道，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定。
例3 （多選）按照玻爾理論，下列表述正確的是（　　）
A.核外電子運(yùn)動(dòng)的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(guò)程中，可能輻射能量，也可能吸收能量
例4 若用E1表示氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量，處于第n能級(jí)的能量為En＝，則在下列各能量值中，可能是氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的能量的是（　　）
A.|E1| B.|E1| C.|E1| D.|E1|
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
氫原子各能級(jí)的關(guān)系為En＝E1（E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3，…）。
原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，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，即高能級(jí)
En低能級(jí)Em（n＞m）。　　　　
知識(shí)點(diǎn)四　玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋　玻爾理論的局限性
1.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋
（1）氫原子能級(jí)圖（如圖所示）
（2）解釋巴耳末公式
巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的　　　　　　　的量子數(shù)n和2。因此，巴耳末公式代表的應(yīng)該是電子從量子數(shù)分別為n＝3，4，5，…的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線。
（3）解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光
處于　　　　的原子非常穩(wěn)定。處于　　　　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　　　　，最終回到基態(tài)。當(dāng)氣體放電管中的氣體導(dǎo)電時(shí)，其中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，之后自發(fā)躍遷到基態(tài)并發(fā)光。
（4）解釋氫原子光譜的不連續(xù)性
原子從較高的能級(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)　　　　　　。由于原子的能級(jí)是　　　　的，所以放出的光子的能量也是　　　　的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些　　　　的亮線。
（5）解釋不同原子具有不同的特征譜線
由于不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，　　　　　　各不相同，因此輻射（或吸收）的　　　　　　　也不相同。
2.玻爾理論的局限性
（1）成功之處
玻爾的原子理論第一次將　　　　　　引入原子領(lǐng)域，提出了　　　　　　　　的概念，成功解釋了　　　　光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。
（2）局限性
保留了　　　　　　的觀念，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看作經(jīng)典力學(xué)描述下的　　　　運(yùn)動(dòng)。
（3）電子云
當(dāng)原子處于不同的狀態(tài)時(shí)，電子在各處出現(xiàn)的　　　　是不一樣的。如果用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的　　　　，畫出圖來(lái)就像云霧一樣，人們形象地把它叫作電子云。
【思考】
1.如圖是氫原子的能級(jí)圖。
（1）能級(jí)圖中橫線的物理意義是什么？
（2）橫線左端的數(shù)字“1，2，3…”表示什么意思？
（3）橫線右端的數(shù)字表示什么意思？
（4）能級(jí)橫線間的距離表示什么意思？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)自發(fā)地向較低的能級(jí)躍遷，經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。如果大量處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射出多少種不同頻率的光？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例5 如圖為氫原子能級(jí)示意圖，則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能輻射出三種不同頻率的光子
B.一群處于n＝5能級(jí)的氫原子最多能放出10種不同頻率的光
C.處于n＝2能級(jí)的氫原子吸收2.10 eV的光子可以躍遷到n＝3能級(jí)
D.用能量為14.0 eV的光子照射，不能使處于基態(tài)的氫原子電離
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練3 （2023·湖北卷，1）2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6 nm的氫原子譜線（對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2 eV）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子（　　）
A.n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷
B.n＝3和n＝1能級(jí)之間的躍遷
C.n＝3和n＝2能級(jí)之間的躍遷
D.n＝4和n＝2能級(jí)之間的躍遷
訓(xùn)練4 下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A.玻爾原子理論的成功之處是保留了經(jīng)典粒子的概念
B.玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子的分立光譜，因此玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論已完全揭示了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
C.玻爾把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)
D.玻爾原子理論中的軌道量子化和能量量子化的假說(shuō)，啟發(fā)了普朗克將量子化的理論用于黑體輻射的研究
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.（光譜和光譜分析）利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分
B.利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分
C.高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分
D.同一種物質(zhì)的線狀譜與吸收光譜上的暗線，由于光譜的不同，它們沒(méi)有關(guān)系
2.（氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律）（多選）巴耳末通過(guò)對(duì)氫原子光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式＝R∞，n＝3，4，5，…，對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式
B.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性
C.巴耳末依據(jù)氫原子光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式
D.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的
3.（玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋）（2023·山東卷，1）“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為（　　）
A.ν0＋ν1＋ν3 B.ν0＋ν1－ν3
C.ν0－ν1＋ν3 D.ν0－ν1－ν3
第4節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型
知識(shí)點(diǎn)一
導(dǎo)學(xué)　提示　不一樣　不同。
知識(shí)梳理
1.波長(zhǎng)　強(qiáng)度　2.(1)①亮線　②連在一起　3.線狀譜　特定頻率　不同　發(fā)光頻率　特征譜線　4.特征譜線　組成成分　光譜分析
[思考] 提示　(1)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線。
(2)陽(yáng)光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)太陽(yáng)的高層大氣射向地球時(shí)，太陽(yáng)高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來(lái)就弱了，這就形成了明亮背景下的暗線。
(3)吸收光譜。
例1 BC　[太陽(yáng)光譜中的暗線是太陽(yáng)發(fā)出的連續(xù)光譜經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜，正是太陽(yáng)發(fā)出的光譜被太陽(yáng)大氣層中存在的對(duì)應(yīng)元素吸收所致，白熾燈發(fā)出的是連續(xù)光譜，A錯(cuò)誤；月球本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光才能使我們看到它，所以不能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分，D錯(cuò)誤；光譜分析只能是線狀譜和吸收光譜，連續(xù)光譜是不能用來(lái)做光譜分析的，C正確；煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈都是稀薄氣體發(fā)出的光，產(chǎn)生的光譜都是線狀譜，B正確。]
訓(xùn)練1 AD　[線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線均為特征譜線，并且實(shí)驗(yàn)表明各種元素在吸收光譜中的每一條暗線都跟這種元素在線狀譜中的一條亮線相對(duì)應(yīng)，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤。]
知識(shí)點(diǎn)二
導(dǎo)學(xué)　提示　從右至左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越小。
知識(shí)梳理
1.特定波長(zhǎng)　2.R∞　里德伯常量　3.線狀
5.(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)　(2)穩(wěn)定　分立
例2 C　[巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長(zhǎng)，也不能描述其他原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)，A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見(jiàn)光中的部分譜線總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見(jiàn)光和紫外光，B錯(cuò)誤，C正確。]
訓(xùn)練2 CD　[此公式是巴耳末在研究氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線時(shí)得到的，A錯(cuò)誤；公式中n只能取大于或等于3的整數(shù)，λ不能連續(xù)取值，故氫原子光譜是線狀譜，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)公式可知，n值越大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ越短，D正確。]
知識(shí)點(diǎn)三
1.(1)庫(kù)侖引力　圓周運(yùn)動(dòng)　(2)量子化　(3)穩(wěn)定　電磁輻射
2.(1)量子化　能級(jí)　(2)定態(tài)　基態(tài)　激發(fā)態(tài)　3.躍遷
4.En－Em
例3 BC　[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，而不是任意值，A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大，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(guò)程中，應(yīng)輻射能量，D錯(cuò)誤。]
例4 B　[處于第2能級(jí)的能量E2＝，則向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量ΔE＝|E1|，處于第3能級(jí)的能量E3＝，則向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量ΔE′＝|E1|，處于第4能級(jí)的能量為E4＝，向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的能量ΔE″＝|E1|，則B正確。]
知識(shí)點(diǎn)四
1.(2)定態(tài)軌道　(3)基態(tài)　激發(fā)態(tài)　光子　(4)能級(jí)之差　分立　分立　分立　
(5)能級(jí)　光子頻率　2.(1)量子觀念　定態(tài)和躍遷　氫原子　(2)經(jīng)典粒子　軌道　(3)概率　概率
[思考]
1.提示　(1)能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)，氫原子可以有無(wú)窮多個(gè)能級(jí)值。
(2)橫線左端的數(shù)字“1，2，3…”表示量子數(shù)。“1”表示原子處于基態(tài)，“2”“3”…表示原子處于不同的激發(fā)態(tài)。
(3)橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.40…”表示氫原子各個(gè)狀態(tài)的能量值。
(4)能級(jí)橫線間的距離和相應(yīng)的能級(jí)差相對(duì)應(yīng)，能級(jí)差越大，間隔越寬，所以量子數(shù)越大，能級(jí)越密。
2.提示　大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N＝＝C。
例5 B　[一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能輻射出兩種不同頻率的光子(3→2、2→1)，A錯(cuò)誤；一群處于n＝5能級(jí)的氫原子最多能放出C＝10種不同頻率的光，故B正確；氫原子由n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，吸收能量為E＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，所以氫原子不能吸收能量為2.10 eV的光子并從n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，C錯(cuò)誤；n＝1能級(jí)能量值為E1＝－13.6 eV，因此處于n＝1能級(jí)氫原子電離至少需要吸收能量13.6 eV，用能量為14.0 eV的光子照射，能使處于基態(tài)的氫原子電離，故D錯(cuò)誤。]
訓(xùn)練3 A　[由題圖可知n＝2和n＝1的能級(jí)之間的能量差值為ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，與探測(cè)器探測(cè)到的譜線能量相等，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷，故A正確。]
訓(xùn)練4 C　[玻爾原子理論的成功之處是引入了量子觀念，不足之處是保留了經(jīng)典粒子的概念，故A錯(cuò)誤；玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子的分立光譜，但不足之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn)，如電子軌道的概念，不能解釋其他原子的發(fā)光光譜，故B錯(cuò)誤；玻爾在原子核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)中，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，故C正確；玻爾受到普朗克的能量子觀點(diǎn)的啟發(fā)，得出原子軌道的量子化和能量的量子化，故D錯(cuò)誤。]
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.B　[高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的亮線是與原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過(guò)這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照，即可確定物質(zhì)的組成成分，選項(xiàng)B正確；高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光，當(dāng)光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)它也會(huì)吸收這種頻率的光，因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對(duì)應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤]
2.CD　[巴耳末公式是根據(jù)氫原子光譜總結(jié)出來(lái)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；氫原子光譜的不連續(xù)性反映了氫原子發(fā)光的分立性，即輻射波長(zhǎng)的分立特征，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。]
3.D　[原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ時(shí)有EⅡ－EⅠ＝hν0，且從激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ躍遷到基態(tài)Ⅰ的過(guò)程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯(lián)立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故D正確。](共64張PPT)
第4節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型
第四章　原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性
1.了解光譜、連續(xù)譜和線狀譜等概念。 2.知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。 3.知道經(jīng)典理論的困難在于無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性和光譜分立特性。 4.知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容。 5.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。 6.能用玻爾原子理論簡(jiǎn)單解釋氫原子模型。 7.了解玻爾模型的不足之處及其原因。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識(shí)點(diǎn)
01
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識(shí)點(diǎn)
1
知識(shí)點(diǎn)二　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　經(jīng)典理論的困難
知識(shí)點(diǎn)一　光　譜
知識(shí)點(diǎn)三　玻爾原子理論的基本假設(shè)
知識(shí)點(diǎn)四　玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋　玻爾理論的局限性
知識(shí)點(diǎn)一　光　譜
早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了白光通過(guò)三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫作光譜，通過(guò)這種方式我們可以得到不同物質(zhì)光譜。下圖為二氧化碳分子、鈉原子、氫原子的光譜，它們的光譜是否一樣？它們發(fā)出的光的頻率是否相同？
提示　不一樣　不同。
1.光譜的定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按______(頻率)展開，獲得波長(zhǎng)(頻率)和______分布的記錄。
2.分類
(1)發(fā)射光譜
①線狀譜：光譜是一條條的______。
②連續(xù)譜：光譜是____________的光帶。
(2)吸收光譜
①定義：連續(xù)譜中，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜。
②產(chǎn)生條件：熾熱物體發(fā)生的白光通過(guò)溫度較低的氣體后，再色散形成的。
波長(zhǎng)
強(qiáng)度
亮線
連在一起
3.特征譜線：氣體中中性原子的發(fā)光光譜都是_________，說(shuō)明原子只發(fā)出幾種____________的光，不同原子的亮線位置______，說(shuō)明不同原子的____________不一樣，光譜中的亮線稱為原子的____________。
4.光譜分析的應(yīng)用：利用原子的____________，可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的____________，這種方法稱為____________，它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10－13 kg時(shí)就可以被檢測(cè)到。
線狀譜
特定頻率
不同
發(fā)光頻率
特征譜線
特征譜線
組成成分
光譜分析
【思考】
閱讀課本“科學(xué)漫步”，思考：
(1)太陽(yáng)光譜有什么特點(diǎn)？
(2)太陽(yáng)光譜產(chǎn)生的原因是什么？
(3)太陽(yáng)光譜屬于哪類光譜？
提示　(1)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線。
(2)陽(yáng)光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)太陽(yáng)的高層大氣射向地球時(shí)，太陽(yáng)高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來(lái)就弱了，這就形成了明亮背景下的暗線。
(3)吸收光譜。
BC
例1 (多選)下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A.太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜
B.煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜
C.進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜
D.我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分
解析　太陽(yáng)光譜中的暗線是太陽(yáng)發(fā)出的連續(xù)光譜經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜，正是太陽(yáng)發(fā)出的光譜被太陽(yáng)大氣層中存在的對(duì)應(yīng)元素吸收所致，白熾燈發(fā)出的是連續(xù)光譜，A錯(cuò)誤；月球本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光才能使我們看到它，所以不能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分，D錯(cuò)誤；光譜分析只能是線狀譜和吸收光譜，連續(xù)光譜是不能用來(lái)做光譜分析的，C正確；煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈都是稀薄氣體發(fā)出的光，產(chǎn)生的光譜都是線狀譜，B正確。
AD
訓(xùn)練1 (多選)下列關(guān)于特征譜線的幾種說(shuō)法，正確的有(　　)
A.線狀譜中的亮線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線
B.線狀譜中的亮線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線
C.線狀譜中的亮線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線
D.同一元素的吸收光譜中的暗線與線狀譜中的亮線是相對(duì)應(yīng)的
解析　線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線均為特征譜線，并且實(shí)驗(yàn)表明各種元素在吸收光譜中的每一條暗線都跟這種元素在線狀譜中的一條亮線相對(duì)應(yīng)，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　經(jīng)典理論的困難
如圖所示為氫原子的光譜，仔細(xì)觀察，氫原子光譜具有什么特點(diǎn)？
提示　從右至左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越小。
1.氫原子光譜的特點(diǎn)：光譜的結(jié)果顯示氫原子只能發(fā)出一系列____________的光。
在氫原子光譜圖中的可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。
特定波長(zhǎng)
里德伯常量
3.巴耳末公式的意義：以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的______光譜的特征。
4.其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。
5.經(jīng)典理論的困難
(1)核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了_____________________。
(2)經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的______性，又無(wú)法解釋原子光譜的______特征。
線狀
α粒子散射實(shí)驗(yàn)
穩(wěn)定
分立
C
例2 對(duì)于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)
B.巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中的可見(jiàn)光部分的光波長(zhǎng)
C.巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光中的一個(gè)線系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)光，又有紫外光
D.巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)
解析　巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長(zhǎng)，也不能描述其他原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)，A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見(jiàn)光中的部分譜線總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見(jiàn)光和紫外光，B錯(cuò)誤，C正確。
A.巴耳末系的4條譜線位于紅外區(qū)
B.公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜
C.公式中n只能取大于或等于3的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜
D.在巴耳末系中n值越大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ越短
解析　此公式是巴耳末在研究氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線時(shí)得到的，A錯(cuò)誤；公式中n只能取大于或等于3的整數(shù)，λ不能連續(xù)取值，故氫原子光譜是線狀譜，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)公式可知，n值越大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ越短，D正確。
CD
知識(shí)點(diǎn)三　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____________的作用下，繞原子核做____________。
(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說(shuō)電子的軌道是_________的。
(3)電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是______的，不產(chǎn)生____________。
庫(kù)侖引力
圓周運(yùn)動(dòng)
量子化
穩(wěn)定
電磁輻射
2.定態(tài)
量子化
(1)當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，即原子的能量是_________的，這些量子化的能量值叫作______。
(2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為______。能量最低的狀態(tài)叫作______，其他的狀態(tài)叫作_________。
(3)理解
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。
能級(jí)
定態(tài)
基態(tài)
激發(fā)態(tài)
②基態(tài)：基態(tài)對(duì)應(yīng)的是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。
③激發(fā)態(tài)：激發(fā)態(tài)對(duì)應(yīng)的是電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)。
躍遷
3.躍遷：原子由一個(gè)能量狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)能量狀態(tài)的過(guò)程稱為______。
4.頻率條件：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m＜n)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＝____________，這個(gè)式子稱為頻率條件，又稱輻射條件。反之，當(dāng)電子吸收光子時(shí)會(huì)從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的定態(tài)軌道，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定。
En－Em
例3 (多選)按照玻爾理論，下列表述正確的是(　　)
A.核外電子運(yùn)動(dòng)的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(guò)程中，可能輻射能量，也可能吸收能量
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，而不是任意值，A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大，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(guò)程中，應(yīng)輻射能量，D錯(cuò)誤。
BC
B
知識(shí)點(diǎn)四　玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋　玻爾理論的局限性
1.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋
(1)氫原子能級(jí)圖(如圖所示)
(2)解釋巴耳末公式
巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表
能級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的____________
的量子數(shù)n和2。
因此，巴耳末公式代表的應(yīng)該是電子從量子數(shù)分別為n＝3，4，5，…的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線。
定態(tài)軌道
(3)解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光
處于______的原子非常穩(wěn)定。處于_________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______，最終回到基態(tài)。當(dāng)氣體放電管中的氣體導(dǎo)電時(shí)，其中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，之后自發(fā)躍遷到基態(tài)并發(fā)光。
(4)解釋氫原子光譜的不連續(xù)性
原子從較高的能級(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)____________。由于原子的能級(jí)是______的，所以放出的光子的能量也是______的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些______的亮線。
(5)解釋不同原子具有不同的特征譜線
由于不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，______各不相同，因此輻射(或吸收)的____________也不相同。
基態(tài)
激發(fā)態(tài)
光子
能級(jí)之差
分立
分立
分立
能級(jí)
光子頻率
2.玻爾理論的局限性
量子觀念
(1)成功之處
玻爾的原子理論第一次將____________引入原子領(lǐng)域，提出了_______________的概念，成功解釋了_________光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。
(2)局限性
保留了____________的觀念，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看作經(jīng)典力學(xué)描述下的______運(yùn)動(dòng)。
(3)電子云
當(dāng)原子處于不同的狀態(tài)時(shí)，電子在各處出現(xiàn)的______是不一樣的。如果用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的______，畫出圖來(lái)就像云霧一樣，人們形象地把它叫作電子云。
定態(tài)和躍遷
氫原子
經(jīng)典粒子
軌道
概率
概率
【思考】
1.如圖是氫原子的能級(jí)圖。
(1)能級(jí)圖中橫線的物理意義是什么？
(2)橫線左端的數(shù)字“1，2，3…”表示什么意思？
(3)橫線右端的數(shù)字表示什么意思？
(4)能級(jí)橫線間的距離表示什么意思？
提示　(1)能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)，氫原子可以有無(wú)窮多個(gè)能級(jí)值。
(2)橫線左端的數(shù)字“1，2，3…”表示量子數(shù)。“1”表示原子處于基態(tài)，“2”“3”…表示原子處于不同的激發(fā)態(tài)。
(3)橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.40…”表示氫原子各個(gè)狀態(tài)的能量值。
(4)能級(jí)橫線間的距離和相應(yīng)的能級(jí)差相對(duì)應(yīng)，能級(jí)差越大，間隔越寬，所以量子數(shù)越大，能級(jí)越密。
2.處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)自發(fā)地向較低的能級(jí)躍遷，經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。如果大量處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射出多少種不同頻率的光？
B
例5 如圖為氫原子能級(jí)示意圖，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能輻射出三種不同頻率的光子
B.一群處于n＝5能級(jí)的氫原子最多能放出10種不同頻率的光
C.處于n＝2能級(jí)的氫原子吸收2.10 eV的光子可以躍遷到n＝3能級(jí)
D.用能量為14.0 eV的光子照射，不能使處于基態(tài)的氫原子電離
解析　一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能輻射出兩種不同頻率的光子(3→2、2→1)，A錯(cuò)誤；一群處于n＝5能級(jí)的氫原子最多能放出C＝10種不同頻率的光，故B正確；氫原子由n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，吸收能量為E＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，所以氫原子不能吸收能量為2.10 eV的光子并從n＝2能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，C錯(cuò)誤；n＝1能級(jí)能量值為E1＝－13.6 eV，因此處于n＝1能級(jí)氫原子電離至少需要吸收能量13.6 eV，用能量為14.0 eV的光子照射，能使處于基態(tài)的氫原子電離，故D錯(cuò)誤。
A
訓(xùn)練3 (2023·湖北卷，1)2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6 nm的氫原子譜線(對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2 eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子(　　)
A.n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷
B.n＝3和n＝1能級(jí)之間的躍遷
C.n＝3和n＝2能級(jí)之間的躍遷
D.n＝4和n＝2能級(jí)之間的躍遷
解析　由題圖可知n＝2和n＝1的能級(jí)之間的能量差值為ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，與探測(cè)器探測(cè)到的譜線能量相等，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷，故A正確。
訓(xùn)練4 下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.玻爾原子理論的成功之處是保留了經(jīng)典粒子的概念
B.玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子的分立光譜，因此玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論已完全揭示了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
C.玻爾把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)
D.玻爾原子理論中的軌道量子化和能量量子化的假說(shuō)，啟發(fā)了普朗克將量子化的理論用于黑體輻射的研究
C
解析　玻爾原子理論的成功之處是引入了量子觀念，不足之處是保留了經(jīng)典粒子的概念，故A錯(cuò)誤；玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子的分立光譜，但不足之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn)，如電子軌道的概念，不能解釋其他原子的發(fā)光光譜，故B錯(cuò)誤；玻爾在原子核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)中，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，故C正確；玻爾受到普朗克的能量子觀點(diǎn)的啟發(fā)，得出原子軌道的量子化和能量的量子化，故D錯(cuò)誤。
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
2
B
1.(光譜和光譜分析)利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分
B.利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分
C.高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分
D.同一種物質(zhì)的線狀譜與吸收光譜上的暗線，由于光譜的不同，它們沒(méi)有關(guān)系
解析　高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的亮線是與原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過(guò)這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照，即可確定物質(zhì)的組成成分，選項(xiàng)B正確；高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光，當(dāng)光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)它也會(huì)吸收這種頻率的光，因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對(duì)應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤
CD
A.巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式
B.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性
C.巴耳末依據(jù)氫原子光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式
D.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的
解析　巴耳末公式是根據(jù)氫原子光譜總結(jié)出來(lái)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；氫原子光譜的不連續(xù)性反映了氫原子發(fā)光的分立性，即輻射波長(zhǎng)的分立特征，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。
D
3.(玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋)(2023·山東卷，1)“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為(　　)
A.ν0＋ν1＋ν3 B.ν0＋ν1－ν3
C.ν0－ν1＋ν3 D.ν0－ν1－ν3
解析　原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ時(shí)有EⅡ－EⅠ＝hν0，且從激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ躍遷到基態(tài)Ⅰ的過(guò)程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯(lián)立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故D正確。
課后鞏固訓(xùn)練
3
C
1.關(guān)于光譜，下列說(shuō)法正確的是(　　)
對(duì)點(diǎn)題組練
題組一　光譜和光譜分析
A.一切光源發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜
B.一切光源發(fā)出的光譜都是線狀譜
C.稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜
D.做光譜分析時(shí)，利用連續(xù)譜和線狀譜都可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成
解析　熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜，稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜，所以A、B錯(cuò)誤，C正確；在鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成時(shí)，是利用原子的特征譜線進(jìn)行分析，原子的特征譜線是線狀譜，所以D錯(cuò)誤。
BD
2.(多選)下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中正確的是(　　)
A.光譜包括發(fā)射光譜、連續(xù)譜、線狀譜、原子光譜、吸收光譜五種光譜
B.往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡觀察到鈉的線狀譜
C.利用太陽(yáng)光譜可以分析太陽(yáng)的化學(xué)組成
D.各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜
解析　光譜包括發(fā)射光譜和吸收光譜兩種，其中發(fā)射光譜分為連續(xù)譜和線狀譜，線狀譜和吸收光譜都能體現(xiàn)不同原子的特征，稱為原子光譜，各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡觀察到鈉的線狀譜，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)光譜是吸收光譜，其中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的，說(shuō)明太陽(yáng)大氣層中存在與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素，但是不能分析太陽(yáng)的化學(xué)組成，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
BC
題組二　氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律　經(jīng)典理論的困難
3.(多選)關(guān)于經(jīng)典電磁理論與原子的核式結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.經(jīng)典電磁理論很容易解釋原子的穩(wěn)定性
B.根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電子會(huì)不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上
C.根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的
D.原子的核式結(jié)構(gòu)模型徹底否定了經(jīng)典電磁理論
解析　根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子在繞核做加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，要向外輻射電磁波，因此能量要減少，電子的軌道半徑要減小，最終會(huì)落到原子核上，因而原子是不穩(wěn)定的。電子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，隨著運(yùn)動(dòng)半徑不斷減小，運(yùn)動(dòng)頻率不斷增大，輻射電磁波的頻率不斷變化，因而大量原子發(fā)光的光譜應(yīng)該是連續(xù)譜。事實(shí)上，原子是穩(wěn)定的，原子光譜也不是連續(xù)譜，而是線狀譜，故A錯(cuò)誤，B、C正確；原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的種種矛盾說(shuō)明，經(jīng)典電磁理論已不適用于原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量子化的概念提出了量子化的原子模型，但在玻爾的原子模型中仍然認(rèn)為原子中有一個(gè)很小的原子核，電子在核外繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電子受到的庫(kù)侖力提供向心力，并沒(méi)有徹底否定經(jīng)典的電磁理論，故D錯(cuò)誤。
BC
B
題組三　玻爾原子理論的基本假設(shè)
5.玻爾理論假設(shè)氫原子的核外電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.核外電子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向外輻射能量
B.核外電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)
C.原子處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)時(shí)，能量均相同且為特定值
D.電子軌道半徑變化時(shí)，以光子的形式任意吸收或輻射能量
解析　電子雖然做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量，處于穩(wěn)定的狀態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論假設(shè)的解釋，電子軌道是量子化的，電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑的大小符合一定條件，這樣的軌道才是可能的，即核外電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，B正確；當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論的頻率條件hν＝En－Em可知，吸收或輻射的能量不是任意的，是由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，D錯(cuò)誤。
C
6.(2023·新課標(biāo)卷，16)銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級(jí)的能量差量級(jí)為10－5 eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，元電荷e＝1.60×10－19 C)(　　)
A.103 Hz B.106 Hz C.109 Hz D.1012 Hz
C
7.如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，若一群氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)放出的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)
B.這群氫原子放出的光子中，能量最大為10.2 eV
C.這群氫原子躍遷時(shí)能夠放出3種不同頻率的光子
D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷
解析　氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)放出的光子的能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，故A錯(cuò)誤；這群氫原子放出的光子中，能量最大為ε＝E3－E1＝12.09 eV，故B錯(cuò)誤；這群氫原子躍遷時(shí)能夠放出光子的頻率種數(shù)為N＝C＝3，故C正確；這群氫原子只能吸收特定光子的能量而向更高能級(jí)躍遷，故D錯(cuò)誤。
BD
8.(多選)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，大量處于基態(tài)的氫原子受到激發(fā)后躍遷到n＝4能級(jí)，然后向低能級(jí)躍遷發(fā)出光，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.基態(tài)氫原子可能受到能量為12.85 eV的外來(lái)單色光照射激發(fā)
B.基態(tài)氫原子可能受到動(dòng)能為12.85 eV的外來(lái)電子轟擊激發(fā)
C.一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出6種譜線
D.一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出3種譜線
解析　基態(tài)氫原子若能躍遷到n＝4能級(jí)，需要吸收光子的能量為(－0.85 eV)－(－13.6 eV)＝12.75 eV，則基態(tài)氫原子受到能量為12.85 eV的外來(lái)單色光照射時(shí)不能躍遷到n＝4能級(jí)，但若受到大于12.75 eV的能量的電子轟擊時(shí)可躍遷到n＝4的能級(jí)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可能發(fā)出3種譜線，分別對(duì)應(yīng)于4→3，3→2，2→1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。
A
A.這些氫原子可能發(fā)出6種不同頻率的光
B.氫原子由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光子能量最小
C.氫原子由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，輻射的光子波長(zhǎng)最短
D.已知鉀的逸出功為2.22 eV，則氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子可以從金屬鉀的表面打出光電子
綜合提升練
9.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)處于n＝4能級(jí)的大量氫原子向低能級(jí)躍遷，下列說(shuō)法正確的是(　　)
BC
10.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖所示，a、b、c分別表示原子在不同能級(jí)之間的三種躍遷途徑，設(shè)a、b、c在躍遷過(guò)程中，放出光子的能量和波長(zhǎng)分別是εa、εb、εc和λa、λb、λc，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則(　　)
C
11.如圖為氫原子的能級(jí)圖。當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光子a；當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光子b，則下列判斷正確的是(　　)
A.光子a的能量大于光子b的能量
B.光子a的波長(zhǎng)小于光子b的波長(zhǎng)
C.光子a的頻率小于光子b的頻率
D.b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，能發(fā)出多個(gè)能量不同的光子。
(1)求其中頻率最大光子的能量；
(2)若用此光照射到逸出功為2.75 eV的光電管上，求加在該光電管上的反向遏止電壓。
答案　(1)12.75 eV　(2)10 V
解析　(1)從n＝4到n＝1能級(jí)躍遷釋放光子的能量最大，
為ε＝hν＝E4－E1＝12.75 eV。
(2)根據(jù)Ek＝hν－W0 , 0－Ek＝－eUc
解得Uc＝10 V。

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