【人教物理选修3—5】18.4《玻尔的原子模型》说课和评课PPT.ppt

【人教物理选修35】18.4玻尔的原子模型说课和评课PPT一、教材分析一、教材分析 本节内容是本章的重点，也是难点，本节内本节内容是本章的重点，也是难点，本节内容容量大、不容易理解，建议用容容量大、不容易理解，建议用2课时。课时。尽管玻尔模型后来被证明很不完善，但仍是尽管玻尔模型后来被证明很不完善，但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑，人们认识原子结构的一个重要里程碑，玻尔理论玻尔理论解决了原子的稳定性和光谱分立性问题，引入的解决了原子的稳定性和光谱分立性问题，引入的量子观念、定态和跃迁概念对人类在认识微观领量子观念、定态和跃迁概念对人类在认识微观领域上观念的转变作出了重大贡献域上观念的转变作出了重大贡献!它进一步说明它进一步说明 微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能更好地解决。更好地解决。2021/5/222021/5/222 2 难点一：为什么会想到难点一：为什么会想到“轨道假设、能级假轨道假设、能级假设、跃迁假设设、跃迁假设”三个假设为基本内容的玻尔理论三个假设为基本内容的玻尔理论？二、难点突破二、难点突破 通过回顾通过回顾科学家对原子结构的认识历史，让科学家对原子结构的认识历史，让科学家对原子结构的认识历史，让科学家对原子结构的认识历史，让学生认识到玻尔理论的提出是一种历史召唤学生认识到玻尔理论的提出是一种历史召唤学生认识到玻尔理论的提出是一种历史召唤学生认识到玻尔理论的提出是一种历史召唤2021/5/222021/5/223 3汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣糕模型糕模型糕模型糕模型粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割原子不可割原子不可割原子不可割汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验否定否定建立建立否定否定建立建立否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立出现矛盾出现矛盾出现矛盾出现矛盾?2021/5/222021/5/224 4 1913年年2月月4日前后的某一天，玻尔的同事汉日前后的某一天，玻尔的同事汉森拜访他，提到了森拜访他，提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。后来工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。后来他回忆到他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间，就在我看到巴耳末公式的那一瞬间，突然一切都清楚了，突然一切都清楚了，”“就像是七巧板游戏中的就像是七巧板游戏中的最后一块。最后一块。”这件事被称为玻尔的这件事被称为玻尔的“二月转变二月转变”。玻尔把量子观念引入到原子理论中去，提出玻尔把量子观念引入到原子理论中去，提出了区别于经典观念的假设，是一个创举。了区别于经典观念的假设，是一个创举。介绍一段有趣的历史，让学生进一步理解介绍一段有趣的历史，让学生进一步理解玻玻玻玻尔理论的提出是一种历史必然尔理论的提出是一种历史必然尔理论的提出是一种历史必然尔理论的提出是一种历史必然2021/5/222021/5/225 5 难点二：如何理解难点二：如何理解“电子的轨道是量子化的电子的轨道是量子化的”？电子的电子的“轨道轨道”可以类比为楼梯的可以类比为楼梯的“台阶台阶”或棋或棋盘上棋子的盘上棋子的“位置位置”，是，是“不连续不连续”的。的。用用“类比类比”的方法方便学生理解的方法方便学生理解 2021/5/222021/5/226 6难点三：氢原子的能级图中的能量究竟是什么难点三：氢原子的能级图中的能量究竟是什么难点三：氢原子的能级图中的能量究竟是什么难点三：氢原子的能级图中的能量究竟是什么能？为什么是负值？能？为什么是负值？能？为什么是负值？能？为什么是负值？严格讲，在氢原子中，电子和核在库仑力严格讲，在氢原子中，电子和核在库仑力严格讲，在氢原子中，电子和核在库仑力严格讲，在氢原子中，电子和核在库仑力作用下绕公开质心运动，作用下绕公开质心运动，作用下绕公开质心运动，作用下绕公开质心运动，2021/5/222021/5/227 7 于是，可以近似认为原子核是固定不动的，于是，可以近似认为原子核是固定不动的，于是，可以近似认为原子核是固定不动的，于是，可以近似认为原子核是固定不动的，原子的能量就可以认为是电子的动能与电子和原子的能量就可以认为是电子的动能与电子和原子的能量就可以认为是电子的动能与电子和原子的能量就可以认为是电子的动能与电子和核的电势能之和，即核的电势能之和，即核的电势能之和，即核的电势能之和，即（取无限远出的电势能为（取无限远出的电势能为（取无限远出的电势能为（取无限远出的电势能为0 0）通过讲透原子的能量，让学生真正理解氢通过讲透原子的能量，让学生真正理解氢通过讲透原子的能量，让学生真正理解氢通过讲透原子的能量，让学生真正理解氢原子的能级图中的能量究竟是什么能？为什么原子的能级图中的能量究竟是什么能？为什么原子的能级图中的能量究竟是什么能？为什么原子的能级图中的能量究竟是什么能？为什么是负值？是负值？是负值？是负值？2021/5/222021/5/228 8难点四：巴尔末公式有正整数难点四：巴尔末公式有正整数难点四：巴尔末公式有正整数难点四：巴尔末公式有正整数n n出现，氢原子的能出现，氢原子的能出现，氢原子的能出现，氢原子的能级图也用正整数级图也用正整数级图也用正整数级图也用正整数n n来标志氢原子的能级。它们之间来标志氢原子的能级。它们之间来标志氢原子的能级。它们之间来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？是否有某种关系？是否有某种关系？是否有某种关系？对照课本对照课本对照课本对照课本P55P55图图图图18.3-5 “18.3-5 “氢原子的光谱氢原子的光谱氢原子的光谱氢原子的光谱”，通，通，通，通过玻尔的理论算出从能级过玻尔的理论算出从能级过玻尔的理论算出从能级过玻尔的理论算出从能级3 3、4 4、5 5等向能级等向能级等向能级等向能级2 2跃迁跃迁跃迁跃迁时发出的光的波长，而实验结论巴尔末公式也给时发出的光的波长，而实验结论巴尔末公式也给时发出的光的波长，而实验结论巴尔末公式也给时发出的光的波长，而实验结论巴尔末公式也给出了氢原子发光波长的公式，结果玻尔理论算出出了氢原子发光波长的公式，结果玻尔理论算出出了氢原子发光波长的公式，结果玻尔理论算出出了氢原子发光波长的公式，结果玻尔理论算出的发光波长与巴尔末公式里的波长相等。的发光波长与巴尔末公式里的波长相等。的发光波长与巴尔末公式里的波长相等。的发光波长与巴尔末公式里的波长相等。2021/5/222021/5/229 9n=6n=5n=4n=1n=3n=2根据：根据：E=hv，=c/v又又E=1.89eV=3.03 10-19J 所以，所以，=hc/E=6.6310-34 3.0 10-8 /3.03 10-19J=6.57 10-7(m)（巴尔末系）HHHH2021/5/222021/5/221010三、几点看法三、几点看法1、使氢原子中的电子发生向外跃迁有两种途径，、使氢原子中的电子发生向外跃迁有两种途径，一是一是用光照射用光照射；二是通过具有一定动能的；二是通过具有一定动能的实物粒实物粒子的碰撞子的碰撞用光照射使氢原子跃迁时，入射光的用光照射使氢原子跃迁时，入射光的频率要满足选择性原则（光子能量超过电离能时频率要满足选择性原则（光子能量超过电离能时除外），对于用实物粒子通过碰撞实现氢原子的除外），对于用实物粒子通过碰撞实现氢原子的跃迁，不能认为：跃迁，不能认为：“实物粒子与光子不同，其能实物粒子与光子不同，其能量不是一份一份的，只要入射粒子的能量大于或量不是一份一份的，只要入射粒子的能量大于或等于氢原子等于氢原子2021/5/222021/5/221111两能级的能量差值，其动能的全部分或部分两能级的能量差值，其动能的全部分或部分为原子吸收，可使原子发生能级跃迁为原子吸收，可使原子发生能级跃迁”（l）电子入射如果用电子作实物粒子与氢）电子入射如果用电子作实物粒子与氢原子碰撞，则因其质量原子碰撞，则因其质量memH ，根据动量，根据动量守恒定律和能量守恒可得：只要入射电子的守恒定律和能量守恒可得：只要入射电子的初动能大于或等于氢原子两能级的能量差值，初动能大于或等于氢原子两能级的能量差值，氢原子将发生跃迁，反之跃迁则不发生。氢原子将发生跃迁，反之跃迁则不发生。2021/5/222021/5/221212（2）质子、中子或氢原子入射用质子、中）质子、中子或氢原子入射用质子、中子或氢原子作实物粒子碰撞处于静止状态的另一子或氢原子作实物粒子碰撞处于静止状态的另一氢原子，则因其质量氢原子，则因其质量m=mH，根据动量守恒和能，根据动量守恒和能量守恒可知：只有在氢原子两能级的能量差值等量守恒可知：只有在氢原子两能级的能量差值等于或小于入射氢原子动能的于或小于入射氢原子动能的12时，跃迁才发生；时，跃迁才发生；反之跃迁不发生反之跃迁不发生（3）粒子入射，只有在氢原子两能级的能量粒子入射，只有在氢原子两能级的能量差值等于或小于入射差值等于或小于入射粒子动能的粒子动能的15时，跃迁时，跃迁才发生；反之跃迁不发生才发生；反之跃迁不发生2021/5/222021/5/221313 2、本节在介绍玻尔原子理论的内容之后，、本节在介绍玻尔原子理论的内容之后，用它来成功地解释了氢光谱的实验规律。玻用它来成功地解释了氢光谱的实验规律。玻尔理论的一个重要假设是原子能量的量子化，尔理论的一个重要假设是原子能量的量子化，“科学足迹科学足迹”中介绍的弗兰克中介绍的弗兰克赫兹实验从赫兹实验从另一个角度证明了能量子化的正确性。所以另一个角度证明了能量子化的正确性。所以本节的本节的“科学足迹科学足迹”我们是作为必须掌握去我们是作为必须掌握去要求学生的。要求学生的。2021/5/222021/5/221414谢谢！谢谢！2021/5/222021/5/221515汇报结束谢谢大家!请各位批评指正