高二物理 選擇性必修三 氫原子光譜和波爾的原子模型

1、氫原子光譜和玻爾的原子模型教學(xué)目標(biāo)了解光譜、連續(xù)譜和線狀譜等概念。知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。知道經(jīng)典理論的困難在于無法解釋氫原子的穩(wěn)定性和光譜的分立特性。了解波爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容。能用玻爾原子理論解釋氫原子能級圖及光譜認(rèn)識玻爾的原子理論和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型之間的繼承和發(fā)展的關(guān)系。了解波爾模型的不足之處及其原因教材分析本節(jié)內(nèi)容主要分為兩大部分：第一部分是光譜、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和經(jīng)典理論的困難；第二部分是波爾原子理論的基本假設(shè)、波爾理論對氫原子光譜的解釋和玻爾理論的局限性。第二部分的是本節(jié)的中點(diǎn)難點(diǎn)。本節(jié)內(nèi)容再現(xiàn)了原子結(jié)構(gòu)理論在實(shí)踐中接受檢驗(yàn)、推理、再檢驗(yàn)、再修正的過程。要在教學(xué)

2、過程中使學(xué)生體會(huì)到，從原子結(jié)構(gòu)的核式結(jié)構(gòu)（理論）到經(jīng)典理論難以解釋（實(shí)踐）再到玻爾原子結(jié)構(gòu)假設(shè)說（新理論）再到對氫光譜的成功解釋（再實(shí)踐）的科學(xué)探究過程，領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法和科學(xué)精神。波爾意識到經(jīng)典理論在解釋原子結(jié)構(gòu)方面的困難，在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子概念的啟發(fā)下，把量子觀念引人原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說，包括軌道量子化與定態(tài)、躍遷的頻率條件（又叫輻射條件）。盡管波爾模型后來被證明很不完善，但仍是人們認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要標(biāo)志。新課程核心素養(yǎng)物理觀念：了解人類探索原子及其結(jié)構(gòu)的歷史。知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型。通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)。明確玻爾原子模型的意

3、義?？茖W(xué)思維：領(lǐng)悟理論與實(shí)踐結(jié)合的科學(xué)思想。掌握發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤-分析原因-提出假設(shè)-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的科學(xué)探究方法科學(xué)探究：物理學(xué)史中重要理論和實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生有其歷史發(fā)展的必然性，在對這種必然性以及理論與實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性的分析過程就是一種非?？尚械目茖W(xué)探究過程?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任： 理解人類對原子的認(rèn)識和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長的過程， 這一過程也是辯證發(fā)展的過程，通過教學(xué)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家所進(jìn)行的科學(xué)探究，領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法和科學(xué)精神。教學(xué)過程回顧歷史上著名物理學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)的研究人類對原子的認(rèn)識和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長的過程，這個(gè)漫長過程中幾個(gè)著名物理學(xué)家都從自己的典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)了自己的原子結(jié)構(gòu)模型，有哪些物理學(xué)家做了巨

4、大貢獻(xiàn)呢？展示太陽光的連續(xù)光譜和氣體放電現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1.太陽光譜 用三棱鏡展示太陽光譜配合講解：年，牛頓就發(fā)現(xiàn)了白光通過三棱鏡后能夠得到絢麗的光帶，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜熾熱的固體、液體、高壓的氣體的光譜，是由連續(xù)分布的一切波長的光組成的，這種光譜叫做連續(xù)光譜提問：是否所有物體發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜？實(shí)驗(yàn)2.光譜管組（圖）實(shí)驗(yàn)利用光譜管組，展示氫氣、氮?dú)?、氬氣、氦氣、氖氣、汞蒸氣的放電現(xiàn)象 并用分光計(jì)觀察不同氣體發(fā)光的光譜特征。讓學(xué)生了解連續(xù)光譜的特征，明確氣體在高壓條件下能夠發(fā)光。同時(shí)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)氫氣的光譜不是連續(xù)譜而是分立的亮線3、從盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型出發(fā)，利用行星模型，使學(xué)生明確氫原

5、子的發(fā)光原理4、經(jīng)典理論的困難5、波爾理論基本假設(shè)1、軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。 但是，電子軌道半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時(shí)，這樣的軌道才是可能的。即電子的軌道是量子化的。 電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。2、能級假設(shè)：當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同狀態(tài),具有不同能量，所以原子能量也是量子化的，這些量子化的能量值叫能級；原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。3、躍遷假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（設(shè)能量為En，mn）時(shí)，它輻射出一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 反之，當(dāng)電子吸收光子時(shí)會(huì)從較低的能量態(tài)躍遷到