高二物理人教版選修35玻爾的原子模型

1、玻爾的原子模型重/難點重點：玻爾原子理論的基本假設。難點：玻爾理論對氫光譜的解釋。重/難點分析重點分析：玻爾原子理論的基本假設包括能級（定態(tài)）假設、躍遷假設、軌道量子化假設。難點分析：原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過程。原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級之差。 突破策略1玻爾的原子理論（1）能級（定態(tài)）假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的）（2）躍遷假設：原子從一種定

2、態(tài)（設能量為）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 （h為普朗克常量）（本假設針對線狀譜提出）（3）軌道量子化假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是能級假設的補充）2.玻爾根據經典電磁理論和牛頓力學計算出氫原子的電子的各條可能軌道半徑和電子在各條軌道上運動時的能量（包括動能和勢能）公式：軌道半徑： n=1，2，3能 量： n=1，2，3式中、分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，、

3、分別代表第n條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運動時的能量，n是正整數(shù)，叫量子數(shù)。3氫原子的能級圖從玻爾的基本假設出發(fā)，運用經典電磁學和經典力學的理論，可以計算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應的能量。（1）氫原子的大?。簹湓拥碾娮拥母鳁l可能軌道的半徑，代表第一條（離核最近的一條）可能軌道的半徑 例：n=2， 。（2）氫原子的能級：原子在各個定態(tài)時的能量值稱為原子的能級。它對應電子在各條可能軌道上運動時的能量（包括動能和勢能） n=1，2，3，代表電子在第一條可能軌道上運動時的能量 =-13.6eV 注意：計算能量時取離核無限遠處的電勢能為零，電子帶負電，在正電荷的場中為負值，電子的動能為電

4、勢能絕對值的一半，總能量為負值。氫原子的能級圖如圖所示。例1.玻爾在他提出的原子模型中所做的假設有()A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中,雖然電子做加速運動,但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應,而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時,輻射(或吸收)一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率解析:A、B、C三項都是玻爾提出來的假設,其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級躍遷學說的提出,也就是“量子化”概念,原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運動的不同圓軌道相對應,是經典理論與量子化概念的結合。4玻爾理論對氫光譜的

5、解釋（1）基態(tài)和激發(fā)態(tài)基態(tài)：在正常狀態(tài)下，原子處于最低能級，這時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)，叫基態(tài)。激發(fā)態(tài)：原子處于較高能級時，電子在離核較遠的軌道上運動，這種定態(tài)，叫激發(fā)態(tài)。（2）原子發(fā)光：原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過程。原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級之差。說明：氫原子中只有一個核外電子，這個電子在某個時刻只能在某個可能軌道上，或者說在某個時間內，由某軌道躍遷到另一軌道可能情況只有一種。可是，通常容器盛有的氫氣，總是千千萬萬個原子在一起，這些原子核外電子躍遷時，就

6、會有各種情況出現(xiàn)了。但是這些躍遷不外乎是能級圖中表示出來的那些情況。例2. 氫原子的能級如圖所示,已知可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV。下列說法正確的是()A.處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)生電離B.大量氫原子從高能級向n=3能級躍遷時,可能發(fā)出可見光C.大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時,可能發(fā)出6種不同頻率的光D.一個處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,最多可能發(fā)出3種不同頻率的光解析:由于=-1.51 eV,紫外線的能量大于可見光子的能量,即eV,可以使氫原子電離,A正確;大量氫原子從高能級向n=3能級躍遷時,最大能量為1.51 eV,即輻射出光子的能量最大為1.51 eV,小于可見光子的能量,B錯誤;n=4時躍遷發(fā)出光的頻率數(shù)為6種,C正確;一個處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多可能發(fā)出(3-1)=2種不同頻率的光,D錯誤。5玻爾理論的局限性玻爾理論雖然把量子理論引入原子領域，提出定態(tài)和躍遷概念，成功解釋了氫原子光譜，但對多電子原子光譜無法解釋，因為玻爾理論仍然以經典理論為基礎。如粒子的觀念和軌道。量子化條件的引進沒有適當?shù)睦碚摻忉尅?電子在某處單位體積內出現(xiàn)的概率電子云。突破反思科學探究的第一要素是提出問題，在物理學史的探究式教學中最難把握的也就是“提出問題”這個要素