【原创课件】物理：184《玻尔的原子模型》课件（新人教版选修3-5)

1、18.4玻尔的原子模型 1919世纪末世纪末2020世纪初，人类叩开了微观世界的大世纪初，人类叩开了微观世界的大门，物理学家根据研究提出了关于原子结构的各门，物理学家根据研究提出了关于原子结构的各种模型，卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释种模型，卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释实验现象，得到了多数人的支持，但是与经典的实验现象，得到了多数人的支持，但是与经典的电磁理论发生了矛盾电磁理论发生了矛盾著名的著名的 粒子散射实验粒子散射实验 按照经典物理学的观点去推按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有电断，在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波，电子荷，运动中要辐射电磁波，电子

2、损失了能量，其轨道半径不断缩损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上由于电小，最终落在原子核上由于电子轨道的变化是连续的，辐射电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率也会连续变化磁波的频率也会连续变化事实上，原子事实上，原子是稳定的，辐射电是稳定的，辐射电磁波的频率也只是磁波的频率也只是某些确定的值某些确定的值 人们早在了解原子内部结构之前就已经观人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱，不过那时候无法解释为什么气察到了气体光谱，不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线体光谱只有几条互不相连的特定谱线1、围绕原子核运动的电子轨道半、围绕原子核运动的电子轨道半

3、径只能是某些分立的数值，这些径只能是某些分立的数值，这些现象叫做轨道量子化；现象叫做轨道量子化；2、不同的轨道对应着不同的状态，、不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；些状态是稳定的；3、原子在不同的状态之中具有不、原子在不同的状态之中具有不同的能量，所以原子的能量也是同的能量，所以原子的能量也是量子化的。量子化的。19131913年玻尔提出了自己的原子结构假说年玻尔提出了自己的原子结构假说玻玻尔尔光子的发射和吸收光子的发射和吸收 原子也可以从激发态向原子也可以从激发态向基态跃

4、迁，电子所受库仑基态跃迁，电子所受库仑力做正功减小电势能，原力做正功减小电势能，原子的能量减少要辐射出能子的能量减少要辐射出能量，这一能量以光子的形量，这一能量以光子的形式放出式放出 原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基态能量高的状态叫激发态态能量高的状态叫激发态 原子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引原子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加要吸收能力做功增大电势能，原子的能量增加要吸收能量量光子的发射和吸收光子的发射和吸收 原子在始、末原子在始、末两个能级两个能级Em和和En（ EmEn ）间跃）间跃迁时发射光子的迁时发射

5、光子的频率可以由下式频率可以由下式决定决定：光子的发射和吸收光子的发射和吸收nmEEh玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量和对应的能量氢氢原原子子能能级级12rnrn121EnEn3 , 2 , 1n1.电离电离:原子吸收能量使电子脱离原子束缚的现象原子吸收能量使电子脱离原子束缚的现象.2.能级能级:氢原子在各种定态时的能量值叫做能级氢原子在各种定态时的能量值叫做能级 3.量子数量子数n:按能级由低到高为按能级由低到高为1、2、3n(n为整为整数数) 如如:氢原子

6、各能级可表示为氢原子各能级可表示为E1 、 E2 、 E3.En例题：用例题：用13.0eV的电子轰击基态的氢原子。的电子轰击基态的氢原子。(1)试确定氢原试确定氢原子所能达到的最高能态；子所能达到的最高能态；(2)氢原子由上述最高能态跃迁到基氢原子由上述最高能态跃迁到基态发出的光子可能的波长为多少？态发出的光子可能的波长为多少？(3)欲使处于基态的氢原子欲使处于基态的氢原子电离至少用多大能量的电子轰击氢原子？电离至少用多大能量的电子轰击氢原子？解：（解：（1）eVEEn6.00.13121nEEn7 . 46 . 06 .131nEEnn=4（2）可能的跃迁）可能的跃迁n=1n=2n=4n=

7、3eVnEE85. 046 .13221442)(102 . 61063. 61060. 1)4 . 3(85. 014341924HzhEEmc6108 . 432)(106 . 41063. 61060. 1)4 . 3(5 . 114341923HzhEEmc7105 . 6（3 3） 氢原子电离能氢原子电离能eVEEE6 .13)6 .13(01电离所以至少要所以至少要13.6eV13.6eV能量的电子能量的电子结论：结论：能较好地解释氢原子光谱和类氢原子光谱能较好地解释氢原子光谱和类氢原子光谱玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也

8、有它的局限射的电磁波的问题，但是也有它的局限性性在解决核外电子的运动时在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念成功引入了量子化的观念同时又应用了同时又应用了“轨轨道道”等经典概念和等经典概念和有关牛顿力学规律有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难其他问题上遇到了很大的困难电子在某处单位体积内出现的电子在某处单位体积内出现的 概率概率电子云电子云达标练习：1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） 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

9、子轨道引入了量子化假设 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、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、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的ABCD2、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、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

10、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、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、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、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨、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B3、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越大，则下列越大，则下列说法中正确的是（说法中正确的是

11、（ ）A、电子轨道半径越大、电子轨道半径越大 B、核外电子的速率越大、核外电子的速率越大C、氢原子能级的能量越大、氢原子能级的能量越大 D、核外电子的电势能越、核外电子的电势能越大大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、可以取任意值、可以取任意值 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、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、是一系列不连续的特定值、是一系列不连续的特定值DACD5 5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为一半径为r ra a的圆轨道自发地直接跃迁到一的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为半径为r r