玻尔理论与氢原子跃迁含答案.doc

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1、玻尔理论与氢原子跃迁一、基础知识（一）玻尔理论1、定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．2、跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)3、轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．4、氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图

2、(如图所示)(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.（二）氢原子能级及能级跃迁对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子．只有当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－

3、E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．特别提醒　原子的总能量En＝Ekn＋Epn，由＝m得Ekn＝，因此，Ekn随r的增大而减小，又En随n的增大而增大，故Epn随n...的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大．二、练习1、根据玻尔理论，下列说法正确的是(　　)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，其电子绕

4、核运动，但它并不向外辐射能量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答案　BCD解析　根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，故A错误，B正确．玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，C正确．原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一定频率的光子，光子能量取决于两个能级之差，故D正确．2、下列说法中正确的是(　　)A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少B

5、．原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下而发生的C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的D．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化答案　AC解析　原子核的衰变是自发进行的，选项B错误；半衰期是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变，选项D错误．3、（2000•安徽）根据玻尔理论，某原子的电子从能量为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，则E′等于（　C　）A．E−hλ/cB．E+hλ/cC．E−hc/λDE+hc/λ4、欲使

6、处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是A.用10.2eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用11eV的光子碰撞[命题意图]：考查考生对玻尔原子模型的跃迁假设的理解能力及推理能力.[解答]：由"玻尔理论"的跃迁假设可知，氢原子在各能级间，只能吸收能量值刚好等于两能级之差的光子.由氢原子能级关系不难算出，10.2eV刚好为氢原子n=1和n=2的两能级之差，而11eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者.对14eV的光子，其能量大于

7、氢原子电离能，足可使“氢原子”电离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制.由能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14eV...的光子电离后产生的自由电子仍具有0.4eV的动能.另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地为氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激发，故正确选项为ACD.例1、一个具有EK0=20.40eV动能、处于基态的氢原子与一个静止的、同样处于基态的氢原子发生对心碰撞（正碰），则下列关于处于基态的氢原子向激发态跃迁的说法中正确的是

8、（）A.不可能发生跃迁B.可能跃迁到n=2的第一激发态C.可能跃迁到n=3的第二激发态D.可能跃迁到n=4的第三激发态【解析】两个氢原子做完全非弹性碰撞时损失的动能最大，损失动能的极值，所以处于基态的氢原子只可能跃迁到n=2的第一激发态。故正确答案为B。例2、要是处于基态的、静止的氢原子激发，下列措施可行的是（）A、用10.2eV的光子照射；B、用11eV的光子照射；C、用11eV的电子碰撞；D、用11eV的а粒子碰撞．【解析】氢原子基态与第一激发态的能