高三物理能级知识精讲 人教版教材.doc

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高三物理能级知识精讲人教版
一.本周教学内容：
能级

二.知识要点：
1.知道玻尔理论的三个假设。了解氢原子的能级、半径与量子数的关系。
2.本章知识网络

三.重点、难点解析：
1.玻尔的原子模型应从以下三个层次进行理解：
（1）原子核式结构模型与经典电磁理论的两个方面的矛盾：
①电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少。最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
②电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化的，原子光谱应是连续光谱，这和原子光谱是线状光谱的事实相矛盾。
（2）玻尔理论的主要内容：
①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原于是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。
②跃迁假设：原子从一个定态（设能量为E2）跃迁到另一定态（设能量为E1）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。
③轨道量子化假设：原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续，因而电子可能轨道的分布也是不连续的。
（3）玻尔的氢原子模型：
氢原子中电子在第n条可能轨道上运动时，氢原子的能量En和电子轨道半径rn分别为：
，其中El、r1为离核最近的第一条轨道（即n=1）的氢原子能量和轨道半径。El=，r1=0.53×10－10m（以电子距原子核无穷远时电势能为零计算）。n称为量子数，只能取正整数。
2.光子的发射与吸收
光子能量小于电离能，原子有选择的吸收，即吸收那些能量等于能级差的光子；光子能量大于等于电离能，原子无选择吸收。
3.本章知识网络

【典型例题】
[例1]按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，则（）
A.电子的动能变大，电势能变大，总能量变大
B.电子的动能变小，电势能变小，总能量变小
C.电子的动能变小，电势能变大，总能量不变
D.电子的动能变小，电势能变大，总能量变大
解：氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，要吸收一个光子，总能量要变大，由低轨道到高轨道电子需克服电场力做功，电势能变大，动能变小，故D选项正确。

[例2]试求氢原子的核外电子在第三条轨道上运行时的轨道半径和氢原子的能量；当处在这个激发态的一群氢原子向低能级跃迁时，将辐射几种不同频率的光，其中最高频率多大？
答案：4.77×10－10m，；3种，2.92×1015Hz

[例3]一面好的镜子能反射80％的入射光，对这个情况的正确解释是（）
A.只有20％的光子没有被反射出去
B.全部光子都被反射但每个光子失去20％的能量
C.全部光子都反射。每个光子损失能量不等，但总的损失是20％
D.部分光子设有被反射，反射出去的光子损失能量总和是20％
答案：A

[例4]在光电效应实验中，测得光电流饱和值为3.2×10－6A，则每秒内光电管阴极发出的光电子数为；若入射光子的能量为8.0eV，光电管阳极每秒接收到的产生光电子的光能为。
答案：2×1013个，1.6×1014eV

【模拟试题一】
1.氢原子中的电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时（）
A.核外电子受力变小 B.原子的能量增加
C.核外电子的动能减少 D.核外电子的电势能减少
2.氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子，若，则氢原子从能级B跃迁到C能级时，将光子，光子的波长为。
3.氢原子三个相邻定态1、2、3之间发生跃迁产生的波长由小到大的顺序是，它们定态能量之间的关系式应是。
4.设氢原子基态能量是E1，某一激发态的能量是E2，当氢原子从这一激发态跃迁到基态时．它辐射出的光子频率v=。在真空中的波长=。（已知光在真空中的速度为c，普朗克恒量为h）
5.氢原子处于基态时能量为E1＝，电子的质量为m，电量为，求：
（1）从n=3的能量状态跃迁到n=2的能量状态时所辐射的能量；
（2）氢原子吸收波长为0.6×10—7m的紫外线而电离（即电子不再受核的束缚）后所具有的动能。

【模拟试题二】
一.选择题
1.某金属在一束绿光照射下才有光电子逸出。若要增大光电子的最大初动能，可以采用的方法是（）
A.增大绿光的强度 B.改用一束强度相同的红光
C.改用一束强度很强的黄光 D.改用一束强度较弱的紫光
2.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21，用波长为的紫外线照射阴极，已知真空中光速为，元电荷为，普朗克常量为，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（）
A.，2.2J
B