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(diǎn)重點(diǎn)：玻爾原子理論的基本假設(shè)。難點(diǎn)：玻爾理論對氫光譜的解釋。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：玻爾原子理論的基本假設(shè)包括能級（定態(tài)）假設(shè)、躍遷假設(shè)、軌道量子化假設(shè)。難點(diǎn)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(gè)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(shè)：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(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的）（2）躍遷假設(shè)：原子從一種定

2、態(tài)（設(shè)能量為）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為）時(shí)，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(shè)針對線狀譜提出）（3）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)。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(shè)的補(bǔ)充）2.玻爾根據(jù)經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)的能量（包括動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(shè)出發(fā)，運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，可以計(jì)算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應(yīng)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(gè)定態(tài)時(shí)的能量值稱為原子的能級。它對應(yīng)電子在各條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量（包括動(dòng)能和勢能） n=1，2，3，代表電子在第一條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量 =-13.6eV 注意：計(jì)算能量時(shí)取離核無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，電子帶負(fù)電，在正電荷的場中為負(fù)值，電子的動(dòng)能為電

4、勢能絕對值的一半，總能量為負(fù)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(shè)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)相對應(yīng),而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí),輻射(或吸收)一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率解析:A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來的假設(shè),其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級躍遷學(xué)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(yùn)動(dòng)的不同圓軌道相對應(yīng),是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)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(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)，叫基態(tài)。激發(fā)態(tài)：原子處于較高能級時(shí)，電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(gè)核外電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能在某個(gè)可能軌道上，或者說在某個(gè)時(shí)間內(nèi)，由某軌道躍遷到另一軌道可能情況只有一種?？墒?，通常容器盛有的氫氣，總是千千萬萬個(gè)原子在一起，這些原子核外電子躍遷時(shí)，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(shí),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(shí),可能發(fā)出6種不同頻率的光D.一個(gè)處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí),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(shí),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(cuò)誤;n=4時(shí)躍遷發(fā)出光的頻率數(shù)為6種,C正確;一個(gè)處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)最多可能發(fā)出(3-1)=2種不同頻率的光,D錯(cuò)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(lǐng)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?yàn)椴柪碚撊匀灰越?jīng)典理論為基礎(chǔ)。如粒子的觀念和軌道。量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉尅?電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云。突破反思科學(xué)探究的第一要素是提出問題，在物理學(xué)史的探究式教學(xué)中最難把握的也就是“提出問題”這個(gè)要素