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1、第四节 波尔的原子模型授课老师:赵杰汤姆生的枣糕式模型卢瑟福的核式结构模型?一、经典理论的困难;物理学界几件大事的启发两大问题无法解释原子的稳定性无法解释原子光谱的分立特征三件大事普朗克用量子学说解释黑体辐射规律爱因斯坦的光子假说解释光电效应巴尔末发现的氢原子光谱分立特征二、波尔原子理论的基本假设1.轨道量子化 电子轨道半径不是任意的,只有当轨道半径大小符合一定条件时,这样的轨道才是可能的。即电子轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动时稳定的,不产生电磁辐射。二、波尔原子理论的基本假设2.能量量子化 当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同状态,具有不同能量,所以原子能量也是量子化的。这些量
2、子化的能量值叫能级;原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态。能量最低的状态叫基态,其他状态叫激发态。氢原子的轨道及其对应的能级能能级包括哪些能量?包括哪些能量?二、波尔原子理论的基本假设3.跃迁假设:当电子从能量较高的定态轨道(设能量为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(设能量为En)时,它辐射出一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即反之,当电子吸收光子时,会从较低能量跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由这两种定态的能量差决定。跃迁假设跃迁假设4321E4E3E2E1演示:氢原子的能级图:-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE例题例题1如如图所示是某原子
3、的能级图图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子为原子跃迁所发出的三种波长的光跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的在下列该原子光谱的各选项中各选项中,谱线从左向右的波长依次增大谱线从左向右的波长依次增大,则正确的则正确的是是_.C三种光的频率,波长满足什么关系?三种光的频率,波长满足什么关系?例2:氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.40.8 eV B.43.2 eVC.51.0 eV D.54.4 eVB实物粒子使原子跃迁。实物粒子
4、和原子碰撞的情况,由于实物粒子的动能可以全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量差,也可以使原子受激发而向较高的能级跃迁。波尔理论解决了原子的稳定性和原子光谱分立的问题,但是也有局限性,它无法解决氢原子光谱外的其他粒子光谱。三、波尔模型的局限性电子云:例题例题3.3.玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有()()A A原子处于称为定态的能量状态时原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量但并不向外辐射能量B B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相原子的不同能量状态与电子沿不同
5、的圆轨道绕核运动相对应对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的而电子的可能轨道的分布是不连续的C C电子从一个轨道跃迁到另一轨道时电子从一个轨道跃迁到另一轨道时,辐射辐射(或吸收或吸收)一定一定频率的光子频率的光子D D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率的频率ABC例题例题4 4氢原子从基态跃迁到激发态时,下列论述中正确的氢原子从基态跃迁到激发态时,下列论述中正确的是是()A A动能变大,势能变小,总能量变小动能变大,势能变小,总能量变小B B动能变小,势能变大,总能量变大动能变小,势能变大,总能量变大C C动能变大,势能变大,总能量变大动能变大,势能变大,总能量变大D D动能变小,势能变小,总能量变动能变小,势能变小,总能量变小小 B例题例题5.5.氢原子的能级图如图所示氢原子的能级图如图所示.欲使一处于基态欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该氢原子需要吸收的能量至少是氢原子需要吸收的能量至少是()()A A13.60 eV B13.60 eV B10.20 eV10.20 eVC C0.54 eV D0.54 eV D27.20 27.20 eVeV A
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