高考物理复习知识点难点汇总玻尔原子模型及相关应用

积盾市安家阳光实验学校中学高二物理《2.4波尔的原子模型》知识点 3-5（一）玻尔的原子理论的基本假设：1、能级（态）假设：原子只能处于一不连续的能量状态中，在这些状态子是稳的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

这些状态叫态。

（本假设是针对原子稳性提出的）2、跃迁假设：原子从一种态（设能量为E n ）跃迁到另一种态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一频率的光子，光子的能量由这两种态的能量差决，即n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）3、轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对。

原子的态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。

（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）说明：（1）原子各态的能量值为电子绕核运动的动能k E 和电势能p E 的代数和。

当取无穷远处电势能为零时，各态的电势能均为负值，（2）原子的跃迁条件n m E E h -=ν只适用于光子和原子作用而使原子在各态之间跃迁的情况。

对下述两种情况，则不受此条件限制：a 、当光子与原子作用而使氢原子电离，产生离子和自由电子。

氢原子电离所产生的自由电子的动能于入射光子的能量减去电离能。

b 、实物粒子和原子作用而使原子激发或电离，是通过实物粒子和原子碰撞来实现的。

在碰撞过程中，实物粒子的动能可以或地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或于原子某两个能级差值，就可以使原子受激发而跃迁到较高的能级。

当入射粒子的动能大于原子在某能级的电离能时，也可以使原子电离。

（二）能级：1、能级：原子在各个态时的能量值，称为原子的能级。

2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动的态，称为基态。

3、激发态：原子吸收能量后从基态跃迁到较高能级，这时电子在离核较远的轨道上运动的态，称为激发态。

4、氢原子能级：原子各能级的关系：12n E E n=（n=1、2、3、、、） 基态能量：113.6E eV =-轨道半径的关系：12nr n r = 10.053r nm =5、能级图：玻尔理论对氢光谱的解释：（1）由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化。

玻尔模型的原理与应用1. 简介玻尔模型是量子力学的早期发展中的一个里程碑。

它由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔在1913年提出，并被广泛应用于解释氢原子的光谱现象。

玻尔模型基于一些假设和简化，但为后来的量子力学奠定了基础。

本文将介绍玻尔模型的原理以及其应用。

2. 原理玻尔模型基于以下几个假设： - 假设1：电子只能在离散的能级上存在，而不能在能级之间连续跃迁。

- 假设2：电子的轨道是圆形的，并且只能绕原子核运动。

- 假设3：电子在不发射或吸收能量的情况下，其运动在较低能级上是稳定的，这被称为静止状态或基态。

- 假设4：当电子吸收或发射能量时，它会从一个能级跃迁到另一个能级。

根据这些假设，玻尔提出了以下经验法则： 1. 守恒法则：电子在不发射或吸收能量的情况下，处于较低能级上是稳定的。

2. 跃迁法则：当电子吸收或发射能量时，它会从一个能级跃迁到另一个能级，能级差的能量等于电子吸收或发射的能量。

3. 应用玻尔模型的应用主要集中在解释氢原子光谱的特征和推导出一些量子力学的结果。

以下是玻尔模型的一些应用：3.1 光谱解释玻尔模型成功解释了氢原子光谱的特征，特别是巴尔末系列、帕邢-Balmer系列、洪德系列等。

根据玻尔模型，当电子从高能级跃迁到低能级时，会发射光子，并产生特定的光谱线。

这些光谱线在实验中被观察到，并与理论预测相符。

3.2 能级计算玻尔模型还可以用于计算氢原子的能级。

根据模型的假设和经验法则，可以得出电子在各个能级上的能量和轨道半径的表达式。

这些表达式可以用于计算氢原子的能级，并与实验结果进行比较。

3.3 分子结构解释玻尔模型还可以用于解释分子结构中的一些现象。

例如，通过将氢原子的玻尔模型扩展到多个原子，可以推导出分子中原子之间的键长和键能等物理量。

3.4 教学工具虽然玻尔模型有其局限性，但它仍然是一种简化的量子力学描述方法，在教学中被广泛应用。

通过讲解玻尔模型，可以帮助学生理解能级、轨道和光谱等基本概念，并为进一步学习量子力学打下基础。

波尔模型高三知识点波尔模型是物理学中描述原子结构的理论模型，由丹麦物理学家尼尔斯·波尔于1913年提出。

该模型基于经典力学，有效地描述了原子中电子的能级和能量转换。

一、波尔模型的基本假设波尔模型的基本假设是：1. 电子围绕原子核旋转，并只能在特定轨道上运动；2. 电子在特定轨道上运动时，不会辐射能量，也不会损失能量；3. 电子能量只能取离散的特定值，称为能级。

二、原子结构的主要组成部分根据波尔模型，原子结构主要由以下几个组成部分构成：1. 原子核：位于原子的中心，带正电荷，质量较大；2. 电子壳层：围绕原子核旋转的电子路径，根据能级不同可分为K层、L层、M层等；3. 电子能级：描述电子在轨道上的能量状态，能级越高，电子对原子核的束缚越弱；4. 能级跃迁：电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放特定频率的光子能量。

三、波尔模型的应用和局限性波尔模型为我们理解和解释原子结构、光谱现象等提供了重要的理论基础。

然而，该模型并不能完全解释一些实验现象，例如复杂原子的谱线结构和电子自旋等。

在实际应用中，我们通常使用量子力学的理论来更加准确地描述和计算原子结构和性质。

四、波尔模型的实验验证与发展波尔模型提出后，经过一系列实验验证，其基本思想得到了支持，但也遇到了一些困难。

随着科学技术的进步，量子力学的发展逐渐取代了波尔模型，为我们提供了更为精确的原子结构描述。

五、拓展知识：量子力学的影响与应用相较于波尔模型，量子力学能够更精确地描述原子的行为和相互作用，对于高精度计时、量子计算、量子通信等领域有着重要的应用价值。

通过量子理论的研究，科学家们揭示了微观世界的奇妙规律，为我们对于宇宙的认知带来了新的突破。

六、总结波尔模型作为早期原子结构研究的里程碑，为我们打开了研究原子世界的大门。

虽然波尔模型在某些方面有其局限性，但为后续科学研究和发展奠定了基础，让我们更加深入地认识了原子的奥秘。

随着科学不断进步，我们对于原子结构的理解也会不断深化，为人类社会的发展做出更大的贡献。

玻尔模型的原理和应用1. 简介玻尔模型，又称为玻尔-索末菲模型，是位于量子力学早期阶段的一种模型。

它由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出，用于解释氢原子的光谱线的产生机制。

玻尔模型成功地揭示了原子的稳定结构和能级的离散性质，并为后来量子力学的发展奠定了基础。

本文将介绍玻尔模型的原理及其在物理学和化学中的应用。

2. 玻尔模型的原理玻尔模型基于以下几个假设：1.电子只能在规定的轨道上运动，每个轨道对应一个特定的能级。

2.电子在轨道上运动时，不会辐射能量。

3.电子只有在跃迁到另一个较低能级的轨道上时，才会辐射出能量（光子），形成光谱线。

根据这些假设，玻尔推导得到了以下关于氢原子能级的公式：$$E = -\\frac{{2\\pi^2me^4Z^2}}{{h^2n^2}}$$其中，E为能级，m为电子质量，e为电子电荷，Z为原子核中质子数，h为普朗克常数，n为轨道的主量子数。

这个公式表明了能级与主量子数n的平方反比，能级越低，主量子数越小；能级越高，主量子数越大。

同时，这个公式也说明了能级的离散性质，即只有特定的能级值是允许的。

3. 玻尔模型的应用3.1 光谱线的解释玻尔模型的最初目的是解释氢原子光谱线的产生机制。

根据玻尔模型，当电子从一个较高的轨道跃迁到一个较低的轨道时，会释放出一个光子，其频率与能级差相关，从而形成光谱线。

通过对氢原子光谱线的研究，玻尔模型成功地解释了氢原子光谱线的频率和能级之间的关系。

3.2 原子结构的研究玻尔模型的成功启示了科学家们研究其他原子结构的思路。

通过将玻尔模型的原理推广到其他原子和离子系统中，科学家们能够预测和解释不同原子的能级结构和光谱线。

玻尔模型为我们理解原子的结构和性质提供了一个重要的基础。

3.3 量子力学的发展玻尔模型的提出对后来量子力学的发展产生了重要的影响。

玻尔模型的成功解释了氢原子光谱线和能级结构的实验现象，同时也暴露出了经典物理学的局限性。

第三节玻尔的原子模型、能级第四节氢原子光谱与能级结构一、教学目标（一）知识与技能1．了解玻尔的三条假设．2．通过公式和使学生了解原子能级、轨道半径和量子数n的关系．3．了解玻尔理论的重要意义．（二）过程与方法通过玻尔原子模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。

二、重点、难点分析1．玻尔理论是本节课的重点内容，通过学习玻尔的三条假设使学生了解玻尔把原子结构的理论向前推进了一步．2．电子在可能的轨道上的能量是指电子总的能量，即动能和电势能的和，这点学生容易产生误解；对原子发光现象的解释也是学生学习的难点．三、教学过程复习提问：1．α粒子散射实验的现象是什么？2．原子核式结构学说的内容是什么？新课讲解：（一）原子核式结构跟经典电磁理论的矛盾1．原子将是不稳定的按照经典理论，绕核加速运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量逐渐减小，随着能量的减小，电子绕核运动的半径也要减小，电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核而使原子“坍塌”。

这样原子是不稳定的。

2．大量原子的光谱将是包含一切频率的连续光谱。

按照经典电磁理论，电子饶核运行时，辐射电磁波的频率应等于电子饶核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子饶核运行的频率不断变化，原子辐射电磁波的频率也应不断变化，这样大量原子发光的频率应当是连续光谱，而实际原子光谱是不连续的。

原子光谱是由一些不连续的亮线组成的明线光谱。

这些矛盾表明从宏观现象总结出的电磁理论不适用于原子产生的微观现象。

为了解决这些矛盾，丹麦的物理学家玻尔提出了较好的解决办法。

（二）玻尔的原子模型理论的主要内容1．玻尔理论的基础及实验依据：（1）在卢瑟福核式结构学说的基础上（2）普朗克的量子理论：E=（3）光谱学，特别是氢光谱实验中测得的各种数据2．三个假设：（1）能级假设（定态假设）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。

玻尔原子模型的研究方法及应用湖南衡东欧阳遇实验中学 罗建军 421411Email luojianjunwang@一：玻尔模型的研究方法1：内容：玻尔认为,围绕原子核运动的电子的轨道半径只能是某些分立的数值,这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳定的；原子处在不同的状态中,具有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。

2：理解要点：玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的，包括以下三个方面的内容：1、 轨道假设：即轨道是量子化的，只能是某些分立的值。

2、 定态假设：即不同的轨道对应着不同的能量状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量。

3、 跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的能量，从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子，该光子的能量，等于这两个状态的能级差。

3：几点说明：1、 玻尔氢原子的能量值是电子绕核运动的动能k E 和电势能p E 的代数和，当取无穷远处的电势能为零时，各定态的电势能为负值。

2、 玻尔理论的成功之处在于引入了量子化的观念；但仍保留了经典的原子轨道，故有关氢原子的计算仍应用经典物理的理论。

对电子绕核运动的轨道半径、速度、周期、动能、电势能等的计算问题时，恰是牛顿运动定律、库仑定律、匀速圆周运动等知识的综合应用。

3、 原子的跃迁条件是m n E E h -=υ只适用于光子和原子作用，而使原子在各定 态之间跃迁的情况，如下述两种情况，则不受此条件的限制：（1） 当光子与原子作用而使氢原子电离，产生离子和自由电子时，原子结构被破坏，因而不遵守有关原子结构的理论。

如基态氢原子的电离能是eV 6.13，只要大于或等eV 6.13的光子都能被处于基态的氢原子吸收而发生电离，氢原子电离所产生的自由电子的动能等于入射光子的能量减去电离能；（2） 实物粒子和原子作用而使原子激发或电离，是通过实物粒子和原子的碰撞来实现的。

4玻尔的原子模型记一记玻尔的原子模型知识体系1个原子模型——玻尔的原子模型1个能级图——氢原子的能级图3个基本假设——轨道量子化、定态、跃迁辨一辨1.玻尔的原子理论中，原子可以处于连续的能量状态中．(×)2．玻尔的原子理论中，原子中的核外电子绕核做周期性运动一定向外辐射能量．(×)3．氢原子的能级越小，电子的轨道半径越小．(√)4．电子云示意图上的点是电子打到荧光屏上出现的亮点．(×) 5．玻尔理论成功地解释了氢原子的特征谱线．(√)想一想1.电子的轨道有什么特点？氢原子只有一个电子，电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发生？提示：电子的轨道不是连续的，是量子化的，即只有半径的大小符合一定条件时，这样的半径才是有可能的．电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时，会放出光子，当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时，会吸收光子．2．当氢原子处于基态时，氢原子的能量是多少？如果氢原子吸收的能量大于13.6 eV，会出现什么现象？提示：当氢原子处于基态时，氢原子的能量最小，是－13.6 eV.如果氢原子吸收的能量大于13.6 eV ，会出现电离现象． 思考感悟：练一练1.根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n 越大( )A ．电子轨道半径越小B ．核外电子运动速度越大C ．原子能级的能量越小D ．电子的电势能越大解析：在氢原子中，量子数n 越大，电子的轨道半径越大，根据k e 2r 2＝m v 2r 知，r 越大，v 越小，则电子的动能减小，因为量子数增大，原子能级的能量增大，动能减小，则电势能增大，故选项D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D2．(多选)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是( )A ．λ1＋λ2B ．λ1－λ2C.λ1λ2λ1＋λ2D.λ1λ2λ1－λ2解析：由题设条件可知，hν3＝hν1＋hν2或hν3＝hν2－hν1，即1λ3＝1λ1＋1λ2或1λ3＝1λ2－1λ1，由此可知选项C 、D 正确． 答案：CD3．[2019·陕西联考]氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1＝－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．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 eVB ．43.2 eVC．51.0 eV D．54.4 eV解析：要吸收光子产生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个能级的差值.40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件，所以选B.答案：B4．氢原子的能级图如图所示，一群氢原子受激发后处于n＝3能级．当它们向基态跃迁时，辐射的光照射光电管阴极K，电子在极短时间内吸收光子形成光电效应．实验测得其遏止电压为10.92 V．求：(1)氢原子从n＝3能级向基态跃迁，辐射光子的能量；(2)逸出光电子的最大初动能E k初；(3)逸出功．解析：(1)氢原子从n＝3能级向基态跃迁，辐射光子的能量为hν＝E3－E1＝(－1.51＋13.6) eV＝12.09 eV.(2)逸出光电子的最大初动能为E k初＝eU c＝10.92 eV.(3)根据光电效应方程得W0＝hν－E k初＝(12.09－10.92) eV＝1.17 eV.答案：(1)12.09 eV(2)10.92 eV(3)1.17 eV要点一对玻尔理论的解释1.[2019·武汉检测](多选)关于玻尔理论，以下论断正确的是()A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量解析：由轨道量子化假设知A正确；根据能级假设和频率条件知不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以B、C 错误，D正确．答案：AD2．(多选)下列关于玻尔理论和电子云的说法正确的是() A．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础B．玻尔理论的成功之处是引入量子观念C．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念D．在电子云示意图中，小黑点密的区域表示电子在该区域出现的概率大解析：玻尔理论的成功之处是引入量子观念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，为量子力学的建立奠定了基础，但不足之处是保留了经典粒子理论，故A、B正确，C错误；在电子云示意图中，用小黑点来表示电子在各个位置出现的概率，小黑点密的区域表示电子出现的概率大，疏的区域表示电子出现的概率小，故D正确．答案：ABD3.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁，则它们发出()A．a的波长最长B．d的波长最长C．f比d光子能量大D．a频率最小解析：能级差越大，对应的光子的能量越大，频率越大，波长越小．故A、C、D正确，B错误．答案：ACD4.如图所示，画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有()A．二种B．三种C．四种D．五种解析：一群氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光．六种情况发出光子能量依次为n＝4到n＝3时，－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV<2.22 eV，n＝3到n＝2时，－151 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV<2.22 eV，n＝2到n＝1时，－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV>2.22 eV.n＝4到n＝1时……前两种不能从金属钾表面打出电子．故有四种，C正确．答案：C要点二氢原子跃迁规律5.[2019·河南郑州模拟]如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是()A．处于基态的氢原子吸收能量为10.5 eV的光子后能跃迁至n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV解析：处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子后能跃迁至n＝2能级，但不能吸收能量为10.5 eV的光子，故A错误；大量处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出C24＝6种不同频率的光，故B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量值大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的能量值，用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，故C错误；处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级辐射出的光子的能量为E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，根据爱因斯坦光电效应方程，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为E km＝E－W＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，故D正确．答案：D6．按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一个半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一个半径为r b的圆轨道上，r a>r b，此过程中()A．原子要辐射一系列频率的光子B．原子要吸收一系列频率的光子C．原子要辐射某一频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子解析：电子从某一轨道直接跃迁到另一轨道，只能辐射或吸收某一特定频率的光子；再根据r a>r b，可知电子从较远轨道向较近轨道跃迁，即从高能级向低能级跃迁，要辐射光子．故C选项正确．答案：C7．现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态上，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处于该激发态能级上的原子总数的1n－1)() A．2 200个B．2 000个C．1 200个D．2 400个解析：氢原子从量子数为4的能级向低能级跃迁，最终都回到基态，共有6种可能的跃迁方式，如图所示．由于假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n－1，所以从n＝4能级向n＝3、2、1能级跃迁时，分别发出的光子数是相同的，为14－1×1 200个＝400个．从n＝3能级向n＝2、1能级跃迁时，分别发出的光子数也是相同的，为13－1×(14－1×1 200)个＝200个．从n＝2能级向n＝1能级跃迁时，又有两种情况：一是从第4能级跃迁到第2能级，然后从第2能级跃迁到第1能级，其发出的光子数是12－1×(14－1×1 200)上＝400个；另外一种情况是从第4能级跃迁到第3能级，从第3能级跃迁到第2能级，再从第2能级跃迁到第1能级，这种情况发出的光子数是12－1×1 3－1×(14－1×1 200)个＝200个．所以在题设过程中发出的光子总数是(3×400＋400＋2×200＋1×200)个＝2 200个．A选项正确．答案：A8．已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV.处在量子数n的激发态的氢原子的能级值E n＝E1 n2.(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线．(2)计算这几条光谱线中最长的波长．解析：(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线，如图所示．(2)波长最长的光谱线是从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁产生的，则有：h c λ＝E 3－E 2所以λ＝hc E 3－E 2＝ 6.63×10－34×3×108(－13.69＋13.64)×1.6×10－19 m ＝6.58×10－7 m答案：(1)见解析 (2)6.58×10－7 m基础达标1.[2019·邢台检测](多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是()A．核外电子运动轨道半径可取任意值B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|E m－E n|D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量解析：根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误．答案：BC2．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A．2B．5C．4 D．6解析：氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系，即是从n＝3，n ＝4轨道跃迁到n＝2轨道，故电子的较高能级应该是在n＝4的能级上．然后从n＝4向n＝3，n＝2，n＝1跃迁，从n＝3向n＝2，n＝1，从n＝2向n＝1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最多能发出C24＝6条不同频率的谱线．答案：D3.[江苏高考题]如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()解析：根据玻尔的原子跃迁公式h c λ＝E m －E n 可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短．从图中可看出，能量差值的最大值是E 3－E 1，辐射光a 的波长最短，能量差值的最小值是E 3－E 2，辐射光b 的波长最长，谱线从左向右波长依次增大的顺序是a 、c 、b ，选项C 正确．答案：C4．处于基态的氢原子在某单色光的照射下，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，则该单色光的光子能量为( )A ．hν1B ．hν2C ．hν3D ．h (ν1＋v 2＋ν3)解析：处于基态的氢原子要发光，必须先吸收一定的能量E ，如果是用光照射来提供这个能量，入射光子的能量满足E ＝hν.当原子吸收能量E ＝hν后，原子处于激发态，由于激发态能量高，原子不稳定，因此原子会向低能级跃迁，从而发出一系列频率的光子，但这些光子的频率不会大于ν，且必有一种频率等于ν.由题意知，该氢原子处于激发态后只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，即最高频率是ν3，那么照射光子的频率必是ν3，光子能量是hν3.答案：C5．[2019·江苏如皋期中]欲使处于基态的氢原子跃迁，下列措施不可行的是( )A ．用能量为10.2 eV 的光子照射氢原子B ．用能量为11 eV 的光子照射氢原子C ．用能量为14 eV 的光子照射氢原子D ．用能量为11 eV 的电子与氢原子发生碰撞解析：由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子跃迁时，只能吸收能量值刚好等于两能级能量差的光子．根据氢原子能级图不难算出，10.2 eV 刚好为氢原子n ＝2和n ＝1两能级的能量差，而11eV则不等于氢原子任一激发态和基态的能量差，因而氢原子能吸收能量为10.2 eV的光子被激发，而不能吸收能量为11 eV的光子；对于能量为14 eV的光子，其能量大于氢原子的电离能，可使氢原子电离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制，由能量守恒定律可知，氢原子吸收能量为14 eV的光子电离后产生的自由电子仍具有0.4 eV的动能；用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于某个激发态和基态的能量差，就可使氢原子发生跃迁，综上可知B不可行．答案：B6．关于原子结构，下列说法错误的是()A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，电子在带正电部分的外面运动C．各种原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型解析：汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确了阴极射线是电子流，故A正确；极少数α粒子发生了大角度偏转，表明原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，电子在带正电部分的外面运动，故B正确；各种原子的发射光谱都是线状谱，故C错误；玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，故D正确．答案：C7．[2019·四川内江模拟]根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法正确的是()A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期越大，周期与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能越小，动能与轨道半径的平方成反比解析：人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的，故A 错误．人造卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，有G Mm r 2＝m v 2r ＝4π2mr T 2 ①，可得v ＝GM r ，玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，有k Qq r 21＝m 1v 21r 1＝4π2m 1r 1T 21 ②，可得v 1＝KQq m 1r 1，可知都是轨道半径越大，线速度越小，线速度与轨道半径的平方根成反比，故B 正确．由①可得T ＝2πr 3GM ，由②可得T 1＝2πm 1r 31kQq ，可知都是轨道半径越大，周期越大，周期都与轨道半径的32次方成正比，故C 错误．由①可得人造卫星的动能E k ＝12m v 2＝GMm 2r ；由②可得电子的动能E ′k ＝kQq 2r 1，可知都是轨道半径越大，动能越小，动能都与轨道半径成反比，故D 错误．答案：B8.如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态．若一群氢原子(记为A )处于激发态E 2，另一群氢原子(记为B )处于激发态E 3，则下列说法正确的是( )A ．A 可能辐射出3种频率的光子B ．B 可能辐射出3种频率的光子C ．A 能够吸收B 发出的光子并跃迁到能级E 4D ．B 能够吸收A 发出的光子并跃迁到能级E 4解析：根据氢原子能级理论可知，处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会释放出相应频率的光子，氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子．A 在能级E 2向基态跃迁时只能释放出1种频率的光子，A 错误；B 在能级E 3向基态跃迁时可能辐射出3种频率的光子，B 正确；A 跃迁到能级E 4需要的能量不等于由B 释放出的光子的能量，C 错误，同理D 错误．答案：B9．(多选)氢原子第一能级的能量E 1＝－13.6 eV ，第二能级的能量E 2＝－3.4 eV ，当氢原子的核外电子从第二能级跃迁到第一能级时( )A ．辐射的光子能量为1.63×10－18 JB ．辐射出的是可见光C ．辐射的光子打到逸出功为3.5 eV 的锌板上，能产生光电效应D ．辐射出的光子在真空中的速度为3×108 m/s解析：辐射的光子能量为ΔE ＝E 2－E 1＝10.2 eV ＝1.63×10－18J ，辐射的光子的频率为ν＝E h ＝1.63×10－186.63×10－34 Hz ＝2.46×1015 Hz ，不在可见光范围内，A 正确，B 错误；因ΔE ＝10.2 eV>3.5 eV ，故C 正确；光在真空中的速度为3×108 m/s ，D 正确．答案：ACD能力达标10.[2019·广东潮州模拟]如图所示为氢原子的能级示意图，现有一群处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是( )A ．跃迁中能释放的光子只有4种B ．跃迁到低能级后核外电子速率变小C ．若某种金属的逸出功为13 eV ，则跃迁辐射的光子中有且只有一种能使该金属发生光电效应D ．若跃迁辐射的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应，则逸出的光电子动能一定大于13.6 eV解析：一群处于n ＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出C 25＝10种不同频率的光，故A 错误；根据ke 2r 2＝m v 2r 可知，v ＝ke 2mr ，氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，则电子速率增大，故B 错误；根据玻尔理论可知，一群处于n ＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的10种不同频率的光中，只有n ＝5能级向n ＝1能级跃迁时辐射的光子的能量值大于13 eV ，为13.06 eV ，能使该金属发生光电效应，故C 正确；由于10种光子中能量值最大的光子的能量值仅为13.06 eV ，所以辐射出的光子无论使哪一种金属发生光电效应，逸出的光电子的动能都一定小于13.06 eV ，故D 错误．答案：C11．[2019·湖北重点中学模拟]根据玻尔理论，氢原子的能级公式为E n ＝A n 2(n 为能级量子数，A 为基态能量)，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中( )A ．氢原子辐射一个能量为15A 16的光子B ．氢原子辐射一个能量为－15A 16的光子C ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子的能量为15A 16D ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子的能量为－15A 16解析：根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子，其能量为ΔE ＝E 4－E 1＝A 42－A 12＝－15A 16，选项B 正确，A 、C 、D 错误．答案：B12．[2019·河北石家庄正定中学期末](多选)氢原子能级图如图所示，a 、b 、c 分别表示原子在不同能级之间跃迁时发出的三种光子，设在跃迁过程中，放出a 、b 、c 光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，若a 光恰能使某金属发生光电效应，则( )A ．λa ＝λb ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λcC ．E b ＝E a ＋E cD ．c 光也能使该金属发生光电效应E ．b 光一定能使该金属发生光电效应解析：E a ＝E 2－E 1，E b ＝E 3－E 1，E c ＝E 3－E 2，故E b ＝E a ＋E c ，C 项正确；又因为E ＝hν＝h c λ，故1λb ＝1λa ＋1λc，A 项错误，B 项正确；a 光恰能使某金属发生光电效应，而E a <E b ，E a >E c ，故D 项错误，E 项正确．答案：BCE13．[2019·云南玉溪期末]氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，电子绕核做圆周运动的半径r 1＝0.53×10－10 m ．求氢原子处于n ＝4激发态时：(1)原子系统具有的能量；(2)电子在n ＝4轨道上运动的动能；(已知能量关系E n ＝1n 2E 1，半径关系r n ＝n 2r 1，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，e ＝1.6×10－19 C)(3)若要使处于n ＝2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)解析：(1)由E n ＝1n 2E 1得E 4＝E 142＝－0.85 eV(2)由r n ＝n 2r 1，得r 4＝16r 1，由圆周运动知识得k e 2r 24＝m v 2r 4所以E k4＝12m v 2＝ke 232r 1＝9.0×109×(1.6×10－19)232×0.53×10－10J ＝0.85 eV (3)要使处于n ＝2轨道的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为hν＝0－E 14得ν＝8.21×1014 Hz答案：(1)－0.85 eV (2)0.85 eV (3)8.21×1014 Hz14．将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使处于n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，电子质量m e ＝9.1×10－31 kg)解析：(1)n ＝2时，E 2＝－13.622 eV ＝－3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n ＝∞的轨道，n ＝∞时，E ∞＝0.所以，要使处于n ＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eVν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝8.21×1014 Hz (2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量E 0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J ＝9.945×10－19 J 电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19 J ＝5.44×10－19 J由能量守恒得E 0－ΔE ＝12m e v 2代入数值解得v ＝9.95×105 m/s答案：(1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s。

玻尔原子模型及其应用“如今，电子在我们的日常生活中发挥着至关重要的作用。

然而，我们真正理解它们的运作方式吗？今天我们将探讨的主题是玻尔原子模型以及它在电子学中的应用。

”一、玻尔原子模型的简介玻尔原子模型是一个早期的原子模型，由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔在1913年发表。

这个模型在解释原子中电子的行为方面提供了新的见解。

在玻尔原子模型中，电子被描述为绕着原子核旋转的球。

不同于传统的物理学模型，玻尔模型显示出具有不连续的能级跳跃。

当电子向下跃至低能级时，它们会释放出能量，反之亦然。

这种模型对其它物理学问题的解决具有重要的意义。

二、玻尔原子模型的应用1. 原子结构的解释玻尔原子模型为科学家提供了关于离子、原子和分子之间结构的有用信息。

这种模型有助于科学家更好地理解原子中电子的情况，并描述了原子内部的碰撞过程。

2. 能量转化玻尔原子模型的另一个应用领域是能量转化。

该模型表明，电子在原子中运动时会放出和吸收能量。

这种能量转化在许多方面都是至关重要的，包括电力生产和电子设备的设计。

3. 电子学玻尔原子模型在电子学中具有广泛的应用。

例如，固态电子学中的晶体管就是基于该模型设计的。

高功能电子设备的设计还包括对电子能级跳跃的理解。

三、玻尔原子模型的发展虽然玻尔原子模型在其初期的科学研究中起到了重要作用，但后来发现，这个模型还有许多不足之处。

今天，我们已知原子不仅仅是由单一的电子组成的，而是包括了更多的子粒子。

此外，电子运行速度也不会永远保持不变。

然而，玻尔原子模型仍被用于许多现代科学应用领域，包括化学、晶体学和物理学。

四、结论总之，玻尔原子模型为科学家提供了一种有用的方法来理解原子和电子的行为。

当我们在使用电子设备、研究原子结构时，玻尔原子模型的基本概念始终是值得探讨的。

深入了解该模型背后的理论，有助于我们更好地理解世界的运作方式。

玻尔的原子模型重/难点重点：玻尔原子理论的基本假设。

难点：玻尔理论对氢光谱的解释。

重/难点分析重点分析：玻尔原子理论的基本假设包括能级（定态）假设、跃迁假设、轨道量子化假设。

难点分析：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。

原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

突破策略1．玻尔的原子理论（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

这些状态叫定态。

（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为n E ）跃迁到另一种定态（设能量为m E ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 m n h E E ν=-（h 为普朗克常量）（本假设针对线状谱提出）（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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的分布也是不连续的。

（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径：21n r n r = n =1，2，3……能 量： 121n E E n =n =1，2，3…… 式中1r 、1E 、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，n r 、n E 分别代表第n 条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。

3．氢原子的能级图从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。

（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径211n r r n r =：，1r 代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径例：n =2， 10 2 2.1210m r -=⨯。

高考物理重难点专练重难点14 近代物理初步【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2．光谱（1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，（n ＝3，4，5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。

3．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＝E m －E n 。

（h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·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）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1（n＝1，2，3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。

玻尔的原子模型知识集结知识元玻尔的原子模型知识讲解玻尔的原子模型1．玻尔原子模型玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫做轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．将以上内容进行归纳，玻尔理论有三个要点：（1）原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态．可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形状改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上，玻尔将这种现象称为跃迁．2．能级在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，因此各状态对应的能量也是不连续的．这些能量值叫做能级．各状态的标号1，2，3，……，叫做量子数，通常用n表示．能量最低的状态叫做基态，其他状态叫做激发态，基态和各激发态的能量分别用表示．（1）氢原子的能级．对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同，若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高．我们把原子电离后的能量记为0，即选取电子离核处于无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值就是负的．（2）能级图．氢原子的能级图如图所示．注意：①由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化．②原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．③原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量．无论是吸收能量还是放出能量，这个能量值不是任意的，而是等于原子发生跃迁的这两个能级问的能量差．Δx=hν，ν为发出光子的频率．④n=1对应于基态，n趋于无穷大，对应于原子的电离．3．光子的发射和吸收（1）能级的跃迁．根据玻尔模型，原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，这些状态分基态和激发态两种．其中原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．注意：①原子能级跃迁时，处于激发态的原子可能经过一次跃迁回到基态；也可能由较高能级的激发态先跃迁到较低能级的激发态，最后回到基态．一个原子由较高能级回到基态，到底发生了几次跃迁，是不确定的．②物质中含有大量的原子，各个原子的跃迁方式也是不统一的．有的原子可能经过一次跃迁就回到基态，而有的原子可能经过几次跃迁才回到基态．（2）光子的发射．由上式可以看出，能级的能量差越大，放出光子的频率就越高．（3）光子的吸收．注意：由于原子的能级是一系列不连续的值，则任意两个能级差也是不连续的，故原子只能发射一些特定频率的光子，同样也只能吸收一些特定频率的光子．但是，当光子能量足够大时，如光子能量E≥13.6e V时，则处于基态的氢原子仍能吸收此光子并发生电离．4．氢原子核外电子绕核运动的轨道与其能量对应关系在氢原子中，电子围绕原子核运动，如将电子的运动轨道看做半径为r的圆周，则原子核与电子之间的库仑力为电子做匀速圆周运动所需的向心力，那么由库仑定律和牛顿第二定律，有，①电子的动能为；②电子在半径为r的轨道上所具有的电势能为；③原子的总能量就是电子的动能和电势能的代数和，即．④注意：比较可得：例题精讲玻尔的原子模型例1.如图是氢原子的能级示意图。

难点19 玻尔原子模型及相关应用玻尔原子模型是中学物理的重要模型之一，以此为背景的高考命题，有较强的抽象性和综合性，是考生应对的难点.●难点1.（★★★★）（1996年全国）根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨 道后A.原子的能量增加，电子的动能减小B.原子的能量增加，电子的动能增加C.原子的能量减小，电子的动能减小D.原子的能量减小，电子的动能增加2.（★★★★）（1995年全国）如图19-1所示，给出氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁即辐射的光子的频率最多有________种，其中最小的频率等于________Hz.（保留两位有效数字）●案例探究［例1］欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是A.用10.2 eV 的光子照射B.用11 eV 的光子照射C.用14 eV 的光子照射D.用11 eV 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.B 级要求. 解题方法与技巧：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，10.2 eV 刚好为氢原子n =1和n =2的两能级之差，而11 eV 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14 eV 的光子，其能量大于氢原子电离能，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14 eV 的光子电离后产生的自由电子仍具有0.4 eV 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2］光子能量为E 的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n =3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、γ6六种光谱线，且γ1＜γ2＜γ3＜γ4＜γ5＜γ6，则E 等于A.h γ 1B.h γ 6C.h （γ6-γ1）D.h （γ1+γ2+γ3+γ4+γ5+γ6）命题意图：考查对玻尔理论跃迁假设的理解能力及推理能力.B 级要求.错解分析：出现错解的原因有（1）对氢原子跃迁机理理解不透.（2）对量子数为n 的氢原子自发辐射产生谱线条数n （n -1）/2这一规律把握不牢，难以执果索因，逆向思维推断氢原子吸收光子后所在能级量子数n =4.解题方法与技巧：因为，对于量子为n 的一群氢原子，向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为n （n -1）/2，故n （n -1）/2=6，可判定氢原子吸收光子的能量后可能的能级是n =4，从n =4到n =3放出的光子能量最小，频率最低.此题中的最低频率为γ，故处于n =3能级的氢原子吸收频率为γ1（E =h γ1）的光子能量，从n =3能级跃迁到n =4能级后，方可发出6种谱线的频率，故A 选项正确.●锦囊妙计一、高考走势图19—1中学所涉及的原子物理知识是大学《高能物理》的必备基础，尽管中学教材的要求较低，但历届高考命题均有涉及，其中对玻尔理论的考查常以氢原子为例，集中体现对定态假设、跃迁假设的理解能力及推理能力、抽象思维能力的考查.该考点仍不失为今后高考命题的考查热点和难点.二、处理玻尔原子模型应用问题要点1.某定态时氢原子的几个结论设r n 为某定态（量子数为n ）时氢原子核外电子的轨道半径，电子绕核速度v n ，电子动能E k n ，系统电势能E p n ，原子总能量E n ,据玻尔的轨道假设和经典力学规律得：⎪⎩⎪⎨⎧==⋅=⋅n n n n n r m v r ke n h n r m v //)3,2,1(2/222 π 由此方程可得以下结论：（1）电子绕行速度：v n =2πke 2/nh ,v n =v 1/n .（n =1,2,3……）（2）电子轨道半径：r n =n 2h /4π2mke 2,r n =n 2r 1.（n =1,2,3……）（3）电子绕行周期T n =n 3h 3/4π2mk 2e 2,T n =n 3T 1.（n =1,2,3……）（4）电子动能E k n =2π2mk 2e 4/n 2h 2,E k n =E k1/n 2.（n =1,2,3……）（5）系统电势能：E p n =-ke 2/r n =-4π2mk 2e 4/n 2h 2.（n =1,2,3……）且|E k n |=21|E p n | （6）原子总能量 E n =-2π2mk 2e 4/n 2h 2,E n =21n E .（n=1,2,3……） 以上结论是对相关氢原子定态问题进行判断、推理的主要依据.2.氢原子的跃迁及电离（1）氢原子受激发由低能级向高能级跃迁：当光子作用使原子发生跃迁时，只有光子能量满足h γ=E m -E n 的跃迁条件时，原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁.当用电子等实物粒子作用在原子上，只要入射粒子的动能大于或等于原子某两"定态"能量之差E m -E n ，即可使原子受激发而向较高能级跃迁.如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离（绕核电子脱离原子的束缚而成为“自由电子”，即n =∞的状态）时，不受跃迁条件限制，只不过入射光子能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大.（2）氢原子自发辐射由高能级向低能级跃迁：当一群氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，可能产生的谱线条数为n （n -1）/2条. 当单个氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，最多可能产生（n -1）个频率的光子. ●歼灭难点训练1.（★★★★）按照玻尔理论，在氢原子中，当电子从半径为4r 1的轨道跃迁到半径为r 1的轨道时，它的能量变化是A.电势能减少，动能增加B.电势能减少，动能减少C.电势能的减少等于动能的增加D.电势能的减少大于动能的增加2.（★★★★）根据氢原子的玻尔模型，核外电子在第一（n =1），第三（n =3）轨道上① ②运动时，以下说法正确的是A.速率之比为3∶1B.周期之比为1∶3C.能量之比为3∶1D.半径之比为1∶33.（★★★★）一个氢原子中的电子从一半径为r a 的轨道跃迁到另一半径为r b 的轨道，已知r a ＜r b ，则在此过程中A.原子可能发出一系列频率的光子B.原子可能吸收一系列频率的光子C.原子可能吸收某一频率的光子D.原子可能辐射某一频率的光子4.（★★★★）用能量为12.3 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，下列的说法正确的是A.原子能跃迁到n =2的轨道上去B.原子能跃迁到n =3的轨道上去C.原子能跃迁到n =4的轨道上去D.原子不能跃迁到其他轨道上去5.（★★★★）如图19-2所示，表示汞原子可能的能级（不是全部），一个自由电子的总能量为9.0 eV ，与处于基态的汞原子发生正碰（不计汞原子的动量变化），则电子可能剩余的能量（碰撞过程中无能量损失）A.0.2 eVB.1.4 eVC.2.3 eVD.5.5 eV6.（★★★★★）有一群处于量子数n =4的激发态中的氢原子，在它们发光的过程中，发出的光谱线共有________条，有一个处于量子数n =4的激发态中的氢原子，在它向低能态跃迁时，最多可能发出________个频率的光子.7.（★★★★★）一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV 的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则其被电离后电子所具有的动能是多大？参考答案：［难点磁场］1.D2.6;1.6×1014［歼灭难点训练］1.AD2.A3.BC4.D5.AC6.6；37.能；1.4 eV图19—2。

高中物理原子物理知识点总结高中物理中的原子物理部分是物理学的重要组成部分，它帮助我们理解微观世界的奥秘。

以下是对这部分知识点的详细总结。

一、原子的结构1、汤姆孙的枣糕模型汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里。

2、卢瑟福的核式结构模型卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。

他认为原子的中心有一个很小的原子核，几乎集中了原子的全部质量和所有正电荷，电子在核外绕核高速旋转。

3、玻尔的原子模型玻尔在卢瑟福模型的基础上，引入了量子化的概念。

他认为电子只能在一些特定的轨道上运动，这些轨道的能量是量子化的，电子在不同轨道间跃迁时会吸收或放出光子。

二、天然放射现象1、天然放射现象的发现贝克勒尔发现了天然放射现象，使人们认识到原子核具有复杂的结构。

2、三种射线α射线：本质是高速运动的氦核，带正电，穿透能力最弱，但电离作用最强。

β射线：本质是高速电子流，带负电，穿透能力较强，电离作用较弱。

γ射线：本质是波长很短的电磁波，不带电，穿透能力最强，电离作用最弱。

3、半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做半衰期。

半衰期的大小由原子核内部自身的因素决定，与原子所处的物理、化学状态无关。

三、原子核的衰变1、衰变的类型α衰变：原子核放出一个α粒子，变成新核。

β衰变：原子核放出一个β粒子，变成新核。

2、衰变方程α衰变：＼（＿{Z}＾｛A}X ＼rightarrow ＿{Z 2}＾｛A 4}Y ＋＿{2}＾｛4}He\）β衰变：＼（＿{Z}＾｛A}X ＼rightarrow ＿{Z ＋ 1}＾｛A}Y ＋＿{ 1}＾｛0}e\）四、原子核的人工转变1、质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，其反应方程为：＼（＿{2}＾｛4}He ＋＿{7}＾｛14}N ＼rightarrow ＿{8}＾｛17}O ＋＿{1}＾｛1}H\）2、中子的发现查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，其反应方程为：＼（＿{2}＾｛4}He ＋＿{4}＾｛9}Be ＼rightarrow ＿{6}＾｛12}C ＋＿{0}＾｛1}n\）五、核能1、爱因斯坦质能方程＼（E ＝ mc^2\），其中\（E\）表示能量，＼（m\）表示物体的质量，＼（c\）表示真空中的光速。

人教版高中物理总复习知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习物理总复习：原子的核式结构模型、玻尔的氢原子理论【考纲要求】1、知道卢瑟福的原子核式结构学说及α粒子散射实验现象2、知道玻尔理论的要点及氢原子光谱、氢原子能级结构、能级公式3、会进行简单的原子跃迁方面的计算【知识网络】【考点梳理】考点一、原子的核式结构要点诠释：1、α粒子散射实验（1）为什么用α粒子的散射现象可以研究原子的结构：原子的结构非常紧密，一般的方法无法探测它。

α粒子是从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的高速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。

（2）实验装置：放射源、金箔、荧光屏、放大镜和转动圆盘组成。

荧光屏、放大镜能围绕金箔在圆周上转动，从而观察到穿过金箔偏转角度不同的α粒子。

（3）实验现象：大部分α粒子穿过金属箔沿直线运动；只有极少数α粒子明显地受到 排斥力作用而发生大角度散射。

绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转 角几乎达到180°。

（4）实验分析：①电子不可能使α粒子大角度散射；②汤姆孙原子结构与实验现象不符； ③少数α粒子大角度偏转，甚至反弹，说明受到大质量大电量物质的作用。

④绝大多数 α粒子基本没有受到力的作用，说明原子中绝大部分是空的。

记住原子和原子核尺度：原子1010-m ，原子核1510-m2、原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。

原子的半径大约是1010-m ，原子核的大小约为1510-m ～1410-m 。

【例题】卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（ ）A.原子的核式结构模型．B.原子核内有中子存在．C.电子是原子的组成部分．D.原子核是由质子和中子组成的．【解析】英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验的结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进，但有少数α粒子发生较大的偏转。