18.4玻爾原子模型

1、第十八章原子結(jié)構(gòu),18.4玻爾的原子模型,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與技能： 1知道玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容。 2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。 3能用玻爾原子理論簡單解釋氫原子模型。 4了解玻爾模型的不足之處及其原因。 過程與方法： 1、通過復(fù)習(xí)回顧和預(yù)習(xí)檢查掌握知識(shí)點(diǎn)1； 2、通過師生合作探究，問題引導(dǎo)掌握知識(shí)2； 3、通過練習(xí)掌握知識(shí)點(diǎn)3； 情感態(tài)度價(jià)值觀 1、高考重要考點(diǎn)； 2、體會(huì)物理學(xué)發(fā)展的過程，體會(huì)邏輯推理和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的研究方法,復(fù)習(xí)回顧：,問題1：盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容是什 么？成功之處是什么？,問題3：經(jīng)典電磁理論與核心式結(jié)構(gòu)的矛盾是什 么?,問題2：氫

2、原子光譜的特點(diǎn)是什么？,一、玻爾原子理論的基本假設(shè),問題1：玻爾原子理論的基本假設(shè)的具體內(nèi)容是 什么？,問題2：能級(jí)，基態(tài)，激發(fā)態(tài)，躍遷的定義是什 么？,針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出,圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。即電子的軌道是量子化的。,一、玻爾原子理論的基本假設(shè),假說1：軌道量子化,新課講授,針對原子的穩(wěn)定性提出,電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，原子處于不同的狀態(tài)。玻爾指出，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。,假說2：能級(jí)(定態(tài))假說,針對原子光譜是 線狀譜提出,假說3：頻率條件(躍遷假說),原子在始、末兩個(gè)能級(jí) Em 和 En

3、 ( EmEn ) 間躍遷時(shí)，發(fā)射 (或吸收) 光子的頻率可以由前后能級(jí)的能量差決定：,能級(jí)：量子化的能量值。,定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)。,基態(tài)：能量最低的狀態(tài)(離核最近),基態(tài),激發(fā)態(tài)：其他的能量狀態(tài),激發(fā)態(tài),量子數(shù),軌道與能級(jí)相對應(yīng),rn = n2r1,En = E1/n2,r1 = 0.053 nm,（n = 1，2，3，）,玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量值。,二、玻爾模型對氫原子光譜的解釋,問題3、如何由軌道半徑公式推導(dǎo)出能量公式？,問題4、隨著軌道半徑的增大，原子的能量是增 大還是減小？電子的動(dòng)能和電勢能是增大還是

4、減??？,2. 這里的電勢能 Ep0，原因是規(guī)定了無限遠(yuǎn)處的電勢能為零。這樣越是距離原子核近的軌道電勢能越小。,3. 量子數(shù) n = 1定態(tài)，能量值最小，電子動(dòng)能最大，電勢能最??；量子數(shù)越大，能量值越大，電子動(dòng)能越小，電勢能越大。,4. 躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢能與原子的能量變化：當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，電勢能 Ep 減小，電子動(dòng)能增大，原子的能量減小。反之，軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子的能量增大。,請注意,問題5：巴爾末公式有正整數(shù) n 出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù) n 來標(biāo)志氫原子的能級(jí)。它們之間是否有某種關(guān)系？,巴爾末公式：,賴曼系（紫外線）,巴耳末系（

5、可見光）,帕邢系（紅外線）,布喇開系,逢德系,成功解釋了氫光譜的所有譜線,從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷發(fā)射光子：以光子形式輻射出去（原子發(fā)光現(xiàn)象）。,2. 從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,(1) 吸收光子 對于能量大于或等于13.6eV的光子(電離)；對于能量小于13.6eV的光子(要么全被吸收，要么不吸收)。,(2) 吸收實(shí)物粒子能量 只要實(shí)物粒子動(dòng)能足以使氫原子向高能級(jí)躍遷，就能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向高能級(jí)躍遷，多余能量仍為實(shí)物粒子的動(dòng)能。,提升,問題6、能級(jí)躍遷時(shí)一群氫原子輻射光子的頻率 的種類是多少種？能級(jí)躍遷時(shí)一個(gè)氫原子輻射光 子的頻率的種類是多少種 ？這兩種情況一樣嗎？,三、玻爾模型

6、的局限性,問題1：玻爾原子理論的局限性是什么？,問題2、正確的理論是什么？,玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性,在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念,同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律,除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難,氦原子光譜,量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉?湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,湯姆孫的西瓜模型, 粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,原子不可割,湯姆孫的西瓜模型,原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn),盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,出現(xiàn)矛盾,?,玻爾模型,復(fù)雜（氦）原子光譜,量子力學(xué)理論,玻爾模型,出現(xiàn)矛盾,原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史,出現(xiàn)矛盾,怎樣修改玻爾模型？,思