【教學(xué)課件】氫原子光譜和玻爾的原子模型 第2課時 示范課件1

4.氫原子光譜和玻爾的原子模型第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第2課時新課引入基于核式結(jié)構(gòu)模型和經(jīng)典電磁理論：運動的電荷輻射出電磁波，由于能量減少，軌道半徑連續(xù)減小，轉(zhuǎn)動頻率不斷增大，電子最終會落到原子核上，因而原子是不穩(wěn)定的，大量原子發(fā)光的光譜應(yīng)該是連續(xù)譜，與事實不符。經(jīng)典理論的困難，不僅表明盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型還不完善，而且又一次預(yù)示著，對原子世界需要有一個不同于經(jīng)典物理學(xué)的新理論。一、玻爾理論的基本假設(shè)1900年普朗克為了解釋黑體輻射實驗，提出能量量子化概念。1905年愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律，提出光量子假說。1885年巴耳末分析了可見光區(qū)的四條譜線，說明了原子光譜波長的分立特性。玻爾于1913年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。一、玻爾理論的基本假設(shè)軌道量子化與定態(tài)1.電子在庫倫引力作用下，繞原子核做圓周運動，電子的軌道半徑是量子化的、分立的數(shù)值。2.電子在這些軌道上繞核的運動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。3.電子在量子化軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量，氫原子的電子軌道示意圖一、玻爾理論的基本假設(shè)軌道量子化與定態(tài)原子的能量是與量子化軌道相對應(yīng)的一系列特定的值。這些量子化的能量值叫作能級。原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。氫原子的電子軌道示意圖一、玻爾理論的基本假設(shè)頻率條件氫原子的電子軌道示意圖電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時，會放出能量為hν的光子。

電子吸收光子從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的定態(tài)軌道，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定。二、玻爾理論對氫光譜的解釋氫原子能級圖基態(tài)激發(fā)態(tài)吸收hν較高激發(fā)態(tài)較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)輻射hνhν等于發(fā)生躍遷的兩能級之差。巴耳末公式是電子從量子數(shù)分別為n=3,4,5,…的能級向量子數(shù)為2的能級躍遷時發(fā)出的光譜線。

n=3,4,5,…二、玻爾理論對氫光譜的解釋原子的能級是分立的放出的光子能量是分立的線狀譜原子結(jié)構(gòu)不同能級不同氣體導(dǎo)電發(fā)光的機理氣體放電管中的原子受到高速運動的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定，會自發(fā)地向能量較低的能級躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)。輻射(或吸收)的光子頻率不同不同元素的原子具有不同的特征譜線二、玻爾理論對氫光譜的解釋霓虹燈試電筆食鹽被灼燒三、玻爾理論的局限性玻爾理論是一種半經(jīng)典理論，引入了量子假設(shè)，但還是應(yīng)用經(jīng)典理論計算電子軌道半徑和能量。因此，在解釋復(fù)雜微觀現(xiàn)象時遇到困難。根據(jù)量子力學(xué)，原子中電子的坐標沒有確定的值，用疏密不同的點子表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率，畫出圖來就像云霧一樣，人們形象地把它叫作電子云。電子云甲電子云乙典題剖析例1．(多選)由玻爾理論可知，下列說法中正確的是(

)A．電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量C．原子內(nèi)電子的軌道可能是連續(xù)的D．原子的軌道半徑越大，原子的能量越大BD典題剖析例2．

(多選)光子的發(fā)射和吸收過程是(

)A．原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差B．原子不能從低能級向高能級躍遷C．原子吸收光子后從低能級躍遷到高能級,放出光子后從較高能級躍遷到較低能級D．原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差值CD典題剖析例3．(多選)設(shè)氫原子由n=3的狀態(tài)向n=2的狀態(tài)躍遷時放出能量為E、頻率為ν的光子。則氫原子(

)A．躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子B．由n=2的狀態(tài)向n=1的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于EC．由n=2的狀態(tài)向n=3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于ED．由n=4的狀態(tài)向n=