2018版高中物理第二章原子结构2.4氢原子光谱与能级结构导学案教科版选修3_5
2018版高中物理第二章原子结构2.4氢原子光谱与能级结构导学案教科版选修3_5第2页

赖曼线系(在紫外区):=R(n=2,3,4,...)

帕邢线系(在红外区):=R(n=4,5,6,...)

【例1】 关于巴耳末公式=R(-)的理解,下列说法正确的是(  )

A.所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出

B.公式中n可取任意值,故氢原子光谱是连续谱

C.公式中n只能取不小于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱

D.公式不但适用于氢原子光谱的分析,也适用于其他原子光谱的分析

答案 C

解析 只有氢原子光谱中可见光波长满足巴耳末公式,氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线不满足巴耳末公式,满足的是与巴耳末公式类似的关系式,A、D错;在巴耳末公式中的n只能取不小于3的整数,不能连续取值,波长也只能是分立的值,故氢原子光谱不是连续谱而是线状谱,B错,C对.

二、玻尔理论对氢原子光谱的解释

1.理论导出的氢光谱规律:按照玻尔的原子理论,氢原子的电子从能量较高的轨道n跃迁到能量较低的轨道2时辐射出的光子能量hν=En-E2,又En=,E2=,由此可得hν=-E1,由于ν=,所以上式可写作=-,此式与巴尔末公式比较,形式完全一样.由此可知,氢光谱的巴尔末线系是电子从n=3,4,5,...等能级跃迁到n=2的能级时辐射出来的.

2.玻尔理论的成功之处

(1)运用经典理论和量子化观念确定了氢原子的各个定态的能量,并由此画出了氢原子的能级图.

(2)处于激发态的氢原子向低能级跃迁辐射出光子,辐射光子的能量与实际符合得很好,由于能级是分立的,辐射光子的波长是不连续的.

(3)导出了巴尔末公式,并从理论上算出了里德伯常量R的值,并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系.

(4)能够解释原子光谱,每种原子都有特定的能级,原子发生跃迁时,每种原子都有自己的特征谱线,即原子光谱是线状光谱,利用光谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分.

【例2】 氢原子光谱的巴尔末公式是=R(n=3,4,5,...),对此,下列说法正确的是(  )

A.巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式