《高三物理玻尔模型》ppt课件

1、玻 尔 模 型玻 尔 模 型吕叔湘中学吕叔湘中学庞留根庞留根1 氢光谱图氢光谱图 一一. 玻尔的原子模型玻尔的原子模型 二二. 能级能级 能级图能级图 三三. 几个重要的关系式几个重要的关系式 四四. 玻尔理论的局限性玻尔理论的局限性 五五. 物质波物质波 例题例题 例例1 1 例例2 0202年高考年高考1 1 例例3 98年高考年高考 0202年高考年高考3 3 例例4 例例5 96年全国年全国 例例6 03年江苏年江苏9 04年广东年广东1 04年湖北理综年湖北理综14 04年北京年北京17 例例7玻尔模型玻尔模型2氢光谱0.41010.65620.48610.4340m返回返回3一、玻

2、尔的原子模型一、玻尔的原子模型玻尔玻尔模型模型定态假说定态假说原子只能处于一系列不连续的能量原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态状态中，这些状态称为定态。轨道假说轨道假说原子不同能量状态跟电子沿不同轨道原子不同能量状态跟电子沿不同轨道绕核运动相对应。因定态不连续，所绕核运动相对应。因定态不连续，所以电子可能轨道分布也是不连续的以电子可能轨道分布也是不连续的。跃迁假说跃迁假说原子从一种定态跃迁到另一定态时原子从一种定态跃迁到另一定态时,要辐射（或吸收）一定频率的光子要辐射（或吸收）一定频率的光子,光子能量等于两定态的能量差光子能量等于两定态的能量差。nmEEh 高能级高能级低能

3、级低能级放出光子放出光子吸收能量吸收能量返回返回4二二. 能级能级：1. 原子各个定态对应的能量是不连续的，这原子各个定态对应的能量是不连续的，这些能量值叫做能级。些能量值叫做能级。2. 基态和激发态：基态和激发态：能量最低的状态（对应能量最低的状态（对应n=1）叫做基态，）叫做基态，其它状态（对应其它状态（对应n=2、3、4）叫做激发态。）叫做激发态。3. 能级公式能级公式)( eV.EnEEn6131214. 能级图能级图 5能级图能级图返回返回-0.851234n5-3.4-1.51-0.540E/eV-13.6)( eV.EnEEn6131216（1）能级公式）能级公式En=E1/ n

4、2 = -13.6/n2 ( eV)几个重要的关系式几个重要的关系式（2）跃迁公式）跃迁公式 h=E2-E1（3）半径公式）半径公式rn= n2 r1=0.5310-10 n2 (m)（4） 动能跟动能跟n 的关系的关系由由 ke2/rn 2=mv 2/rn得得 EKn= 1/2 mvn 2 = ke22rn 1 / n2（5）速度跟）速度跟n 的关系的关系nrmrkevnnn112（6）周期跟）周期跟n的关系的关系332nrvrTnnnn关系式（关系式（5）（）（6）跟卫星绕地球运转的情况相似。）跟卫星绕地球运转的情况相似。返回返回7四四. 玻尔理论的局限性：玻尔理论的局限性： 玻尔理论能够

5、十分圆满地解释氢光谱并玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。为玻尔理论过多地保留了经典理论。 牛顿力学只适用于低速运动（相对于光牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏观物体，对于微观粒子的运动，牛速）的宏观物体，对于微观粒子的运动，牛顿力学不适用了。顿力学不适用了。返回返回8 一切运动着的物体，小到电子、质子，大到一切运动着的物体，小到电

6、子、质子，大到行星、太阳，都有一种波跟它对应，这种波叫行星、太阳，都有一种波跟它对应，这种波叫做物质波。（德布罗意波）做物质波。（德布罗意波）五五. 物质波物质波德布罗意公式德布罗意公式 = h/p=h/mv返回返回9例例1 1、玻尔原子模型中所做的假设有、玻尔原子模型中所做的假设有 （ ） A A、原子处于定态的能量状态时，虽然电子做、原子处于定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量。加速运动，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、原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的

7、分布是不连续的。连续的。 C C、电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射、电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子。（或吸收）一定频率的光子。 D D、电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕、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。核做圆周运动的频率。 A B C返回返回10例例2 2、按照玻尔理论、按照玻尔理论, , 氢原子处在量子数为氢原子处在量子数为 n=2n=2和和n=3n=3的定态时的定态时, ,其相应的原子能量的绝其相应的原子能量的绝对值之比对值之比E2:E3=_=_94)( eV.EnEEn613121返回返回11 下面说法正确的是下面说法正确的是

8、 （ ）（A 光子射到金属表面时，可能有电子发出光子射到金属表面时，可能有电子发出（B）光子射到金属表面时，一定有电子发出）光子射到金属表面时，一定有电子发出（C）电子轰击金属表面时，可能有光子发出）电子轰击金属表面时，可能有光子发出（D）电子轰击金属表面时，一定没有光子发出）电子轰击金属表面时，一定没有光子发出A C2002年全国高考年全国高考1.返回返回12 例例3 3、如图给出氢原子最低的四个能级，大量如图给出氢原子最低的四个能级，大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有种，其中最小的频率等于最多有种，其中最小的频率等于赫（保留两个数

9、字）赫（保留两个数字）。h=6.631034JSE（eV）3.42 21.513 30.854 413.61 1n624Cn nmEEh hEE3434191063. 6106 . 166. 0Hz14106 . 11.61014返回返回131998年全国高考年全国高考 20. 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为只能发出频率为1，2，3的三种光，且的三种光，且123，则该照射光的光子能量为，则该照射光的光子能量为 A. h1 B. h2C. h3 D. h（1+2+3）E（eV）3.42 21.513 30.854 413.61 1nC返回返

10、回14 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时， 只发射波长为只发射波长为 的三种单色光，且的三种单色光，且 ，则照射光的波长为，则照射光的波长为( )212132323211.DCBA321、3211.513.4E（eV）2 23 313.61 1n132 D2002年年全国全国高考试题高考试题3返回返回15例例4、氢原子的能级公式可简化为氢原子的能级公式可简化为E En n= =13.613.6n n2 2电子伏电子伏, ,其中其中n=1n=1、2 2、3 3。有一群处于基态的氢原子有一群处于基态的氢原子, ,其中跃迁到其中跃迁到n=2n=2、3

11、 3、4 4 激发态的氢原子吸收能量分别为激发态的氢原子吸收能量分别为 ， ， 。处于这些激发态的氢。处于这些激发态的氢原子在跃迁过程中可能发出种不同频率光原子在跃迁过程中可能发出种不同频率光, ,最短波长等于最短波长等于10.2eV12.09eV12.75eV6mhhc719834101106 . 175.121031063. 61.0107米米返回返回16 例例5、 欲使处于基态的氢原子激发，下列措施欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：可行的是： （ ） A. 用用10.2eV的光子照射的光子照射. B. 用用11.5 eV的光子照射的光子照射. C. 用用14 eV的光子照射的光

12、子照射. D. 用用11.5 eV的电子碰撞的电子碰撞. E. 用用10 eV的电子碰撞的电子碰撞.提示提示：原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而：原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而 使原子在各定态之间跃迁的情况使原子在各定态之间跃迁的情况;A C D 光子和原子作用而使原子电离时则不受此条件的限制光子和原子作用而使原子电离时则不受此条件的限制 实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，实物粒子与原子相互作用而使原子激发时， 粒子的能量也不受上述条件的限制。粒子的能量也不受上述条件的限制。返回返回17 根据玻尔理论，氢原子由外层轨道跃迁根据玻尔理论，氢原子由外层轨道跃迁到内层轨道后到内层轨道

13、后 A.原子的能量增加，电子的动能减小原子的能量增加，电子的动能减小B.原子的能量增加，电子的动能增加原子的能量增加，电子的动能增加C.原子的能量减少，电子的动能减小原子的能量减少，电子的动能减小D.原子的能量减少，电子的动能增加原子的能量减少，电子的动能增加 D222rkermv)( eV.EnEEn613121rkemvEK221221996年年 全国高全国高考考返回返回18 【例例6】已知氢原子在基态时电子轨道半径已知氢原子在基态时电子轨道半径r1=0.53101010 m，能量为，能量为E1=-13.6eV。静电力常量为。静电力常量为k=9109 9Nm2 2/C2 2，普朗克常量为，

14、普朗克常量为h=6.63103434 Js。求：（求：（1）电子在基态轨道上运动的动能；）电子在基态轨道上运动的动能；（2）氢原子处于第四能级的激发态跃迁到第二能级的）氢原子处于第四能级的激发态跃迁到第二能级的激发态时，辐射的光波的波长是多少？激发态时，辐射的光波的波长是多少？【解答解答】（1）电子绕核做圆周运动所需的向心力由库仑力提供。即）电子绕核做圆周运动所需的向心力由库仑力提供。即：222rkermveVJrkemvEK6 .13106 . 16 .131053. 02)106 . 1 (10922119102199122可见基态轨道上运动的动能跟总能量可见基态轨道上运动的动能跟总能量

15、- 13.6eV的绝对值相等，的绝对值相等，而电势能为：而电势能为： EP =E - EK = - 27.2eV其绝对值恰好为动能的其绝对值恰好为动能的2倍倍 19（2）氢原子从第四能级跃迁到第二能级时）氢原子从第四能级跃迁到第二能级时据玻尔理论的跃迁假设有：据玻尔理论的跃迁假设有：24EEh1212116324EEEchmEhc719834110875. 4106 . 1)6 .13(31031063. 616316返回返回2003年江苏高考年江苏高考9 原子从一个能级跃迁到一个较低原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，的能级时，有可能不发射光子，例如在某

16、种条件下，铬原子的铬原子的n=2能级上的电子跃迁到能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为的能级公式可简化表示为 式中式中n=1，2，3表示不同能级，表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是电子的动能是 （）（） A3A/16 B7A/16 C11A/16 D

17、13A/16,2nAEN解解： n=2跃迁到跃迁到n=1 能级时放出能量为能级时放出能量为E0=3A/4处于处于n=4能级的电子吸收能量为能级的电子吸收能量为A/16可以电离可以电离 EK= 3A/4 +（-A/16）= +11A/16C返回返回21 图示为氢原子的能级图，用光子能量为图示为氢原子的能级图，用光子能量为13.07eV的光照射一群处于基态的氢原子，的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子可能观测到氢原子 发射的不同波长的发射的不同波长的 光有多少种？光有多少种？ A. 15 B. 10 C. 4 D. 104年广东年广东1E（eV） 3.42 2 1.513 3 0.854

18、 4n0.545 50.386 60-13.611 1 B返回返回2204年湖北理综年湖北理综14 14现有现有1200个氢原子被激发到量子数为个氢原子被激发到量子数为4的能级的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该在该 激发态能级上的原子总数的激发态能级上的原子总数的 。 （ ）A2200 B2000 C1200 D24001n1A返回返回2304年北京年北京17A40.8eVB43.2evC51.0eVD54.4eV 17氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=54.4eV，氦，氦离子能级的