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演示文稿玻爾的原子模型目前一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)玻爾的原子模型ppt課件目前二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾(一)原子是穩(wěn)定的電子繞核運(yùn)動(dòng)將不斷向外輻射電磁波,電子損失了能量,其軌道半徑不斷縮小,最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定.++經(jīng)典理論認(rèn)為事實(shí)目前三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾(二)由于電子軌道的變化是連續(xù)的,輻射電磁波的頻率等于繞核運(yùn)動(dòng)的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜經(jīng)典理論認(rèn)為事實(shí)原子光譜是不連續(xù)的,是線狀譜目前四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)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)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個(gè)矛盾,1913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)用到原子系統(tǒng)上,提出了玻爾理論。目前五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)一、玻爾原子理論的基本假設(shè)(三個(gè)重要假設(shè))假說1:軌道假說(軌道量子化)分立軌道針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且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,也就是說,電子的軌道也是量子化的+目前六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)
電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng),原子處于不同的狀態(tài).玻爾指出,原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。假說2:定態(tài)假說(能級(jí)量子化)針對(duì)原子的穩(wěn)定性提出+目前七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)能級(jí):量子化的能量值。定態(tài):原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)量子數(shù)基態(tài):能量最低的狀態(tài)(離核最近)——基態(tài)激發(fā)態(tài):其他的狀態(tài)激發(fā)態(tài)能級(jí)圖123軌道與能級(jí)相對(duì)應(yīng)E412345E1E3E2E5E∞目前八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)高能級(jí)躍遷低能級(jí)輻射光子EmEn吸收光子假說3:躍遷假說(輻射條件)針對(duì)原子光譜是線狀譜提出
電子在始、末兩個(gè)能級(jí)Em和En(Em>En)間躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射(或吸收)光子的頻率,發(fā)射(或吸收)光子的頻率由前后能級(jí)的能量差決定。即hν=Em-En其中ν為對(duì)應(yīng)光子的頻率。目前九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)E412345E1E3E2E5E∞+n
躍遷情形+n
目前十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)玻爾從上述假設(shè)出發(fā),利用庫(kù)侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律,計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量.氫原子能級(jí)二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋(r1=0.053nm)目前十一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)說明1:(1)氫原子各定態(tài)的能量值,為電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek和電勢(shì)能Ep的代數(shù)和(即E=Ek+Ep)例如:E1=-13.6eV實(shí)際上,其中Ek1=13.6eV,Ep1=-27.2eV。(2)這里的電勢(shì)能Ep<0,原因是規(guī)定了無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零。這樣越是里面軌道電勢(shì)能越少,負(fù)得越多。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,因此,不能根據(jù)氫原子的能級(jí)公式得出氫原子各定態(tài)能量與n2成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。目前十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)(4)躍遷時(shí)伴隨著電子動(dòng)能、原子電勢(shì)能與原子能量的變化當(dāng)軌道半徑減小時(shí),庫(kù)侖引力做正功,原子的電勢(shì)能Ep減小,電子動(dòng)能增大,原子能量減?。粗?,軌道半徑增大時(shí),原子電勢(shì)能增大,電子動(dòng)能減小,原子能量增大.(3)量子數(shù)n=1定態(tài),能量值最小,電子動(dòng)能最大,電勢(shì)能最??;量子數(shù)越大,能量值越大,電子動(dòng)能越小,電勢(shì)能越大.目前十三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)
說明2:1從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)要釋放能量。以光子形式輻射出去-----發(fā)射光子(原子發(fā)光現(xiàn)象)2從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷要吸收能量對(duì)于能量小于13.6ev的光子(要么全被吸收,要么不吸收)對(duì)于能量大于或等于13.6ev的光子(電離)(1)若吸收光子(2)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(jí)躍遷,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(jí)躍遷,多余能量仍為實(shí)物粒子動(dòng)能。目前十四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)但如果氫原子核外只有一個(gè)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。對(duì)于量子數(shù)為n的一群氫原子,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N=說明3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(jí)躍遷,并產(chǎn)生不同頻率的譜線。目前十五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)說明4.躍遷與電離的問題原子躍遷時(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(jí)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量.如基態(tài)氫原子電離,其電離能為13.6eV,只要能量等于或大于13.6eV的光子都能被基態(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)生的電子具有的動(dòng)能越大.目前十六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)---------12345-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540nE/eV∞賴曼系(紫外線)巴耳末系(可見光)帕邢系(紅外線)布喇開系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6軌道與能級(jí)相對(duì)應(yīng)成功解釋了氫光譜的所有譜線。二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋目前十七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)
氫原子能級(jí)躍遷與光譜圖巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV
0n=1n=2n=3n=4n=5n=問題1:巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn),這里我們也用正整數(shù)n來標(biāo)志氫原子的能級(jí)。它們之間是否有某種關(guān)系?巴爾末公式:二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋目前十八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)n=6n=5n=4n=1n=3n=2(巴爾末系)二.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋HδHγHβHα目前十九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋問題2:氣體導(dǎo)電發(fā)光機(jī)理是什么?問題3:試解釋原子光譜為什么是線狀光譜?問題4:不同元素的原子為什么具有不同的特征譜線?目前二十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)
玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題,但是也有它的局限性.在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外,在解決其他問題上遇到了很大的困難.三、玻爾模型的局限性氦原子光譜量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉?。目前二十一?yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?玻爾模型復(fù)雜(氦)原子光譜量子力學(xué)理論玻爾模型否定建立觀察與實(shí)驗(yàn)所獲得的事實(shí)出現(xiàn)矛盾建立科學(xué)模型提出科學(xué)假說拓展與提高怎樣修改玻爾模型?思想:必須徹底放棄經(jīng)典概念?關(guān)鍵:用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率——電子云原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)重點(diǎn)一:能熟練畫出氫原子能級(jí)圖EnE2E1-13.6E3E4E5基態(tài)電離態(tài)第一激發(fā)態(tài)主量子數(shù)能量巴耳末系末態(tài)賴曼系末態(tài)第二激發(fā)態(tài)第三激發(fā)態(tài)8654321(eV)E113.6eVEnE1n2記住關(guān)鍵數(shù)據(jù)和公式((vhE初E末學(xué)以致用重點(diǎn)二:掌握能級(jí)躍遷概念及譜線計(jì)算方法h10346.63Js10191.60JEnE1n2n2eV13.613.6n2((vhE初E末優(yōu)點(diǎn):突出能級(jí)概念??煽闯衫碚摴?。小結(jié)目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例1:按照波爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道上,有關(guān)能量變化的說法中,正確的是:A、電子的動(dòng)能變大,電勢(shì)能變大,總能量變大B、電子的動(dòng)能變小,電勢(shì)能變小,總能量變小C、電子的動(dòng)能變小,電勢(shì)能變大,總能量不變D、電子的動(dòng)能變小,電勢(shì)能變大,總能量變大D例題講解目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例2:根據(jù)玻爾理論,某原子的電子從能量為E1的軌道躍遷到能量為E2的軌道,輻射出波長(zhǎng)為λ的光,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則E2等于
A.1B.1
C.1D.C目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例3:欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā),下列可行的措施是()
A.用10.2eV的光子照射
B.用11eV的光子照射
C.用14eV的光子照射
D.用11eV的電子碰撞ACD目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例4、如圖所示為氫原子的能級(jí)圖,若用能量為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原子,則()
A.氫原子能從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去
B.有的氫原子能從基態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上去
C.氫原子最多能發(fā)射3種波長(zhǎng)不同的光
D.氫原子最多能發(fā)射6種波長(zhǎng)不同的光
AD目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例5:一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種單色光的光子后,只能發(fā)出頻率為γ1、
γ
2、
γ
3的三種光子,且γ
1>γ
2>γ
3,則A、被氫原子吸收的光子的能量為hγ
1
B、被氫原子吸收的光子的能量為hγ
2
C、γ
1=γ
2+γ
3D、被氫原子吸收的光子的能量為hγ
1+hγ
2+hγ
3AC目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例6、圖為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)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()A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級(jí)躍到n=1能級(jí)產(chǎn)生的B.頻率最小的光是由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)。D目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)例7、現(xiàn)有1200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)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)出的光子總數(shù)是多少?假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的。A.1200B.2000C.2200D.2400解:畫出示意圖,分步計(jì)算,不難得出結(jié)論①400個(gè),②400個(gè),③400個(gè),④200個(gè),⑤200個(gè),⑥200個(gè),⑦400個(gè),共2200個(gè)。目前三十頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)1、對(duì)玻爾理論的下列說法中,正確的是()A、繼承了盧瑟福的原子模型,但對(duì)原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)B、對(duì)經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波”的觀點(diǎn)提出了異議C、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D、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ABCD達(dá)標(biāo)練習(xí)目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)2、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中,不正確的說法是(
)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)都對(duì)應(yīng)一定的能量B、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C、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D、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)電子軌道,并且這些軌道是不連續(xù)的BC目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十四頁(yè)\編于三點(diǎn)
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