高中物理：18.4《玻尔原子模型》课件（新人教选修35）.ppt

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1、2021/8/11 星期三1学习目标学习目标:1 1、了解玻尔理论产生的背景；、了解玻尔理论产生的背景；2 2、理解和掌握玻尔理论内容、意义；、理解和掌握玻尔理论内容、意义；3 3、理解定态（基态和激发态）、量子化、理解定态（基态和激发态）、量子化、能级、跃迁的概念，理解氢原子的能级图。能级、跃迁的概念，理解氢原子的能级图。一、玻尔提出原子模型的背景：卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a粒子的散射实验，初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。2021/8/11 星期三2 1、原来，电子没有被库仑力吸引到核上，它一定是以很大的速度绕核运动，就象行星绕着太阳运动那样。按照经典

2、理论，绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量要逐渐减少。随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就像绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力不断损失能量后要落到地面上一样。这样看来，原子应当是不稳定的，然而实际上并不是这样。2021/8/11 星期三3 2 2、同时，按照经典电磁理论，电子绕核运行时辐、同时，按照经典电磁理论，电子绕核运行时辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率，随着射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率要不运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率要不断变化，因此原子辐射电磁

3、波的频率也要不断变化。断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱。连续谱。以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，了解决这个矛盾，19131913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。理论。2021/8/11 星期三42021/8

4、/11 星期三5二、玻尔理论的主要内容：1 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。外辐射能量。这些状态叫定态。2 2、原子从一种定态（设能量为、原子从一种定态（设能量为E E初）跃迁到另一种初）跃迁到另一种定态（设能量为定态（设能量为E E终）时，它辐射（或吸收）一定频终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即即E初 E终.h v=3 3、

5、原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道、原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。的可能轨道的分布也是不连续的。2021/8/11 星期三6玻尔玻尔玻尔玻尔（1885196218851962）玻玻尔的原子模型的原子模型 4 4 3 3 2 2 1 1 E4E4E3E3E2E2E1E1定态假设定态假设定态假设定态假设跃迁假设跃迁假设跃迁假设跃迁假设4 4 3 3 2 2 1 1 E4E4E3E3E2E2E1E1轨道假设轨道假设轨道假设轨道假设4 3 2 14 3 2 1h h

6、=E E初初初初 E E未未未未En=En=rn=rn=n2r1n2r12021/8/11 星期三7 三、玻尔计算出氢的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：rn=n2 r1rn=n2 r1轨道半径：轨道半径：（n=1,2,3)能能 量：量：En=n2 21E1（n=1,2,3)式中式中r1(r1=0.5310r1(r1=0.531010m)10m)、E1(E1=E1(E1=13.6eV)13.6eV)、分别代表第一条（即离核最近的）可能、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，

7、rnrn、En En 分别代表第分别代表第n n条可能轨道的半径和电子在条可能轨道的半径和电子在第第n n条轨道上运动时的能量，条轨道上运动时的能量，n n是正整数，叫量子是正整数，叫量子数。数。2021/8/11 星期三8四、氢原子的能级图：-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 eV0 eVn nE E 2021/8/11 星期三9 1 1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。级。2 2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核

8、最近的轨道上运动，这种定态叫基态。时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫基态。3 3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。叫做激发态。4 4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。五、能级：2021/8/11 星期三10电子云电子云2021/8/11 星期三11达标练习：1 1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是

9、（、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（）A A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设和电子轨道引入了量子化假设 B B、对经典电磁理论中关于、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电做加速运动的电荷要辐射电磁波荷要辐射电磁波”的观点提出了异议的观点提出了异议 C C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系原子能量变化之间的定量关系 D D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的经典电磁理论和牛顿力学计算出来

10、的ABCDABCD2021/8/11 星期三122 2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（是（）A A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量个状态都对应一定的能量 B B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就会向外辐射能量但只要能量状态不改变，就会向外辐射能量 C C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子定要辐射一定频率的光子 D D、原子的每一个能量状态都对应一个电

11、子轨、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的道，并且这些轨道是不连续的C C2021/8/11 星期三133 3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N N越大，则下列越大，则下列说法中正确的是（说法中正确的是（）A A、电子轨道半径越大、电子轨道半径越大 B B、核外电子的速率越大、核外电子的速率越大C C、氢原子能级的能量越大、氢原子能级的能量越大 D D、核外电子的电势能越大、核外电子的电势能越大4 4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（）A A、可以取任意值、可以取任意值 B B、可以在某一范围内取任意值、可以在某一范围内取任意值C C、可以取一系列不连续的任意值、可以取一系列不连续的任意值D D、是一系列不连续的特定值、是一系列不连续的特定值D DACDACD2021/8/11 星期三145、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（）A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子C2021/8/11 星期三15同学们再见2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17