玻爾的原子模型PPT通用課件

1、第四節(jié)第四節(jié) 第十八章第十八章 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)吉水二中吉水二中 朱長根朱長根玻爾玻爾（18851962）vFree+e+e以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個(gè)矛盾，生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個(gè)矛盾，19131913年丹麥的物理學(xué)家玻爾在盧瑟福學(xué)說的基年丹麥的物理學(xué)家玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。統(tǒng)上，提出了玻爾理論。針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出 電子在不同的軌

2、道上運(yùn)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，原子處于不同的狀動(dòng)，原子處于不同的狀態(tài)玻爾指出，原子在不態(tài)玻爾指出，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是量，所以原子的能量也是量子化的。在這些狀態(tài)中量子化的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。原子是穩(wěn)定的。針對原子的穩(wěn)定性提出針對原子的穩(wěn)定性提出能級圖能級圖123軌道與能級相對應(yīng)軌道與能級相對應(yīng)E高高能能級級低低能能級級EmEn針對原子光譜是線狀譜提出針對原子光譜是線狀譜提出 電子在始、末兩個(gè)能級電子在始、末兩個(gè)能級Em和和En（ EmEn ）間躍遷時(shí)會(huì)）間躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射（或吸收）光子的頻率，發(fā)射（或吸收）光子的頻發(fā)射（或吸收）光子的頻

3、率，發(fā)射（或吸收）光子的頻率由前后能級的能量差決定。率由前后能級的能量差決定。即即h hm m- -n n其中其中為對為對應(yīng)光子的頻率。應(yīng)光子的頻率。En n 12rnrn)6 .13(1112eVEEnEn3 , 2 , 1n(r1=0.053nm)說明說明1： （1）氫原子各定態(tài)的能量值，為電氫原子各定態(tài)的能量值，為電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能E Ek k和電勢能和電勢能E Ep p的代數(shù)和的代數(shù)和(即即E=Ek+Ep)例如：例如：E1=-13.6eV 實(shí)際上，其中實(shí)際上，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。（2）這里的電勢能這里的電勢能Ep0，原因是規(guī)定了無，原因是規(guī)

4、定了無限遠(yuǎn)處的電勢能為零。這樣越是里面軌道電限遠(yuǎn)處的電勢能為零。這樣越是里面軌道電勢能越少，負(fù)得越多。勢能越少，負(fù)得越多。且其大小總大于同一且其大小總大于同一定態(tài)的動(dòng)能值，所以各定態(tài)能量值均為負(fù)值定態(tài)的動(dòng)能值，所以各定態(tài)能量值均為負(fù)值, ,因此，不能根據(jù)氫原子的能級公式因此，不能根據(jù)氫原子的能級公式 得得出氫原子各定態(tài)能量與出氫原子各定態(tài)能量與n n2 2成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。21nEEn（4）躍遷時(shí)伴隨著電子動(dòng)能、原子電勢能躍遷時(shí)伴隨著電子動(dòng)能、原子電勢能與原子能量的變化與原子能量的變化l當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原子的電勢能子的電勢

5、能E Ep p減小，電子動(dòng)能增大，原子減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小反之，軌道半徑增大時(shí)，原子能量減小反之，軌道半徑增大時(shí)，原子電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大大(3)(3)量子數(shù)量子數(shù)n=1n=1定態(tài)，能量值最小，電子動(dòng)能最大，定態(tài)，能量值最小，電子動(dòng)能最大，電勢能最小；量子數(shù)越大，能量值越大，電子動(dòng)電勢能最?。涣孔訑?shù)越大，能量值越大，電子動(dòng)能越小，電勢能越大能越小，電勢能越大. . 說明說明2：1 從高能級向低能級躍遷時(shí)要釋放能量。以光從高能級向低能級躍遷時(shí)要釋放能量。以光子形式輻射出去子形式輻射出去- 發(fā)射光子發(fā)射光子（原子發(fā)光現(xiàn)象）（原子發(fā)光

6、現(xiàn)象）2 從低能級向高能級躍遷要吸收能量從低能級向高能級躍遷要吸收能量對于能量小于對于能量小于13.6ev的光子的光子（要么全被吸收，（要么全被吸收，要么不吸收）要么不吸收）對于能量大于或等于對于能量大于或等于13.6ev的光子的光子（電離）（電離）（1） 若吸收光子若吸收光子（2）若吸收實(shí)物粒子能量若吸收實(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躍遷只要實(shí)物粒子動(dòng)能足以使氫原子向高能級躍遷, 就能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向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躍遷高能級躍遷,多余能量仍為實(shí)物粒子動(dòng)能多余能量仍為實(shí)物粒子動(dòng)能。l但如果氫原子核外只有但如果氫原子核外

7、只有一個(gè)一個(gè)電子，這個(gè)電子在電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能的情況只有一。可能的情況只有一。l對于量子數(shù)為對于量子數(shù)為n的的一群一群氫原子，向較低的激氫原子，向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為N= 2) 1( nn說明3 處于激發(fā)態(tài)的原子由于不穩(wěn)定，會(huì)自處于激發(fā)態(tài)的原子由于不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)的向低能級發(fā)的向低能級躍遷，并產(chǎn)生不同頻率的譜線。躍遷，并產(chǎn)生不同頻率的譜線。說明說明4. 躍遷與電離的問題躍遷

8、與電離的問題 原子躍遷時(shí)不管是吸收還是輻射光原子躍遷時(shí)不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級子，其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級的能量差若想把處于某一定態(tài)上的原子的能量差若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能的電子電離出去，就需要給原子一定的能量如基態(tài)氫原子電離，其電離能為量如基態(tài)氫原子電離，其電離能為13.6 eV，只要能量等于或大于，只要能量等于或大于13.6 eV的光子的光子都能被基態(tài)氫原子吸收而電離，只不過入都能被基態(tài)氫原子吸收而電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的電射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動(dòng)能越大子具有的動(dòng)能越

9、大 -13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 nE/eV賴曼系（紫外線）賴曼系（紫外線）巴耳末系（可見光）巴耳末系（可見光）帕邢系（紅外線）帕邢系（紅外線）布喇開系布喇開系逢德系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6軌道與能級相對應(yīng)軌道與能級相對應(yīng)成功解釋了氫光譜的所有譜線。成功解釋了氫光譜的所有譜線。 氫氫原原子子能能級級躍躍遷遷與與光光譜譜圖圖巴巴耳耳末末系系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=212211nR,5 ,43，nn=6n=5n=4n=1n=3n=2（巴爾末系）HHHH221111(

10、)3,4,5,.2Rnnm7 巴 耳 末 公 式 R=1.10 10 里 德 伯 常 量玻爾理論玻爾理論的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的的電磁波的問題，但是也有它的局限性局限性在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了成功引入了的觀念的觀念同時(shí)又應(yīng)用了同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、粒子、軌道軌道”等等經(jīng)典概念經(jīng)典概念和和有關(guān)有關(guān)牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)規(guī)律規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的他問題上遇到了很大的氦原子光譜氦原子光譜量子化條件的量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉尩睦碚摻忉?。否定否定建立建立?/p>

11、定否定建立建立否定否定建立建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾否定否定建立建立出現(xiàn)矛盾電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云電子云小結(jié)小結(jié)例題講解例題講解chEchEchE chE 1A. 1 B. 1 C. 1 D.例例4、如圖所示為氫原子的能級圖，若用能量、如圖所示為氫原子的能級圖，若用能量為為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原子，則（子，則（ ）A.氫原子能從基態(tài)躍遷氫原子能從基態(tài)躍遷到到n=4的激發(fā)態(tài)上去的激發(fā)態(tài)上去B.有的氫原子能從基態(tài)躍遷有的氫原子能從基態(tài)躍遷到到n=3的激發(fā)態(tài)上去的激發(fā)態(tài)上去 C.氫原子最多能發(fā)射氫原子最多能發(fā)射

12、3種波長不同的光種波長不同的光 D.氫原子最多能發(fā)射氫原子最多能發(fā)射6種波長不同的光種波長不同的光例例6 6、圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射出若干不于的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（ ）最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由能級躍到能級產(chǎn)生的能級躍到能級產(chǎn)生的頻率最小的光是由頻率最小的光是由能級躍遷到能級產(chǎn)生的能級躍遷到能級產(chǎn)生的這些氫原子總共可輻射這些氫原子總共可輻射出種不同頻率的光出種不同頻率的光用能級

13、躍遷到用能級躍遷到能級輻射出的光照射能級輻射出的光照射逸出功為逸出功為6.346.34的金屬鉑的金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)。D例例7 7、現(xiàn)有現(xiàn)有12001200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4 4的能級上，的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為n n的激發(fā)態(tài)的氫的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的上的原子總數(shù)的 。 A.1200 B.2000 C.2

14、200 D.2400A.1200 B.2000 C.2200 D.240011n解解：畫出示意圖，分步計(jì)算，畫出示意圖，分步計(jì)算，不難得出結(jié)論不難得出結(jié)論400400個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，共個(gè)，共22002200個(gè)。個(gè)。1 1、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（ ）A A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)子軌道引入了量子化假設(shè)B B、對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電

15、荷要做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波輻射電磁波”的觀點(diǎn)提出了異議的觀點(diǎn)提出了異議C C、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系能量變化之間的定量關(guān)系D D、玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的ABCD達(dá)標(biāo)練習(xí)達(dá)標(biāo)練習(xí)2 2、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（ ）A A、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都對應(yīng)一定的能量都對應(yīng)一定的能量B B、原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就會(huì)向外輻射能量能量狀態(tài)不改變，就會(huì)向外輻射能量C C、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射一定頻率的光子射一定頻率的光子D D、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對應(yīng)一個(gè)電子軌道，并原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對應(yīng)一個(gè)電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的且這些軌道是不連續(xù)的BC3 3、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N N越大，則下列越大，則下列說法中正確的是（說法中正確的是（