高中玻尔的原子模型教案

普通高中课程标准实验科书—物（选修－）[教版]第十八章

原子结构新标求1内容准（1了解类探索原子结构的历史及有关经实验。例1用录像或计算机拟，演示粒子散射实验。（2通过氢原子光谱的分析，了原子的能结构。例2了解光分析在科技术中的用。2活动议观看有关原结构的科影片。新程习18．玻尔的原子模型★

新标求（）识技1了解尔原子理论主要内容2了解级、能量量化以及基、激发态概念。（）程方通过玻尔理的学习，一步了解光谱的产生。（）感态与值培养我们对学的探究神，养成立自主、勇于创新的精神。★学点玻尔原子理的基本假。★学点玻尔理论对光谱的解。★学法

教师启发、导，学生论、交流★学具投影片，多体辅助教设备★时排1课时★学程（）入课复习提问：1子散射实的现象是么？2原子式结构学说内容是什？3卢瑟原子核式结学说与经电磁理论矛盾教

师：为了解决盾家玻尔，1913年

电子绕核运（有加速）辐射电磁波能量减少、道半径减电子沿螺旋轨道落入子核

频率等于绕运行的频频率变化原子光谱应连续光谱（矛盾：实际上是连续的亮）

上述矛物理学在提出了自己的构假说。

原子是不稳的（矛盾：实际原子是稳的）

原子结（）行课1玻尔原子理论（）能级（态）假设：原子只能处于一系列不续的能量态中，在些状态中原子是稳定的，电虽然绕核动，但并向外辐射能量。这些状态叫定态本假设是针原子稳定性提出的）2）跃迁设：原子从一种定态（设能量为E）跃迁到一种定态设能量为）nm时，它辐射或吸收）定频率的子，光子的能量由这两种定态的能差决定，h

Emn

（为朗克恒量（本假设针线状谱提）（）轨道量化假设：原子的不同能量状态跟电沿不同的形轨道绕运动相对应。原子的定态是连续的，此电子的能轨道的分布也是不连续的针对原核式模型出是能级假设的充玻尔据经典电理论和牛顿力学计算出氢原子的电的各条可轨道半径和电子在各轨道上运时的能量包括动能和势能）公式：轨道半径

rn

2

r1

n=1，2

3……能

量：

E

1n2

E

n=1……中r分别代表第一（即离核最的）11可能轨道的径和电子这条轨道运动时的能量，r、E分别代第n条可能道的半径和n电子在第n条轨道运动时的量，是整数，叫子数。．氢原的能级图从玻尔的基假设出发运用经典电磁学和经典力学的理论可以计氢原子中子的可能轨道半径和应的能量（）氢原子大小：氢原子的电子的各条可能轨的半径r：rnr，nn1r代表一条（离核最近的一条）可能轨道半径1r×-10m1例：，

r×102

m（）氢原子能级：①原子在各个定态时的能量称为原的能级。对应电子在各条n可能轨道上动时的能（包括动和势能）n

/n2n1

1，，3，······代表电在第一条可能轨道上运时的能量1=1注意：计算量时取离无限远处电势能为零电带负电在正电荷的中为负值电子的动能为势能绝对的一半，能量为负值。例：，，2

3，3

4，……4氢原子的能图如图所。4玻尔论对氢光谱解释（）基态和发态基态：在正状态下，子处于最能级，这时电子在离核最近的轨道运动，这定态，叫基态。激发态：原处于较高级时，电在离核较远的轨道上运动，这种定，叫激发。（）原子发：原子从基态向激发态跃迁的过程吸收能量过程。原从较高的激发态向较低的激态或基态迁的过程是辐射量的过程这个能以光子的形辐射出去吸收或辐射的能恰等于发跃迁的两级之差。说明：氢原中只有一核外电子这个电子在某个时刻只能某个可能道上，或说在某个时间内，由某轨道跃到另一轨——可能况只有一种可，通常容器盛的氢气，是千千万个原子在一起，这些原子核外子跃迁时就会有各情况出现了。但是这些跃迁不乎是能级中表示出的那些情况。5．夫克赫实（1）实验的历史背景意义1911年，卢福根据α粒散射实验提出了原核式结构模。年，玻将普朗克子假说运到原子核结构模型，建立了与经典理论

相违背的两重要概念原子定态能级和能级跃迁概念电在能级之间迁时伴随磁波的吸收和发射电波频率的小取决于子所处两定态能级间的能量差随着英国理学家埃斯对光谱的研玻理论被立是任重要的物理规律都必须得到至少两独立的实方法的验证。随，在年，国科学家夫克和他的手赫兹采电子与稀薄气体中原子碰撞的方法（与谱研究相立），简而巧妙地直接证实了原子能级的存，从而为尔原子理提供了有力证据。1925年，由他二人的卓贡献，他获得了当的诺贝尔理学奖（年于国洛丁根补发）。兰克-赫实验至今仍是探索原子部结构的要手段之。所以，在近代物理实验中，仍把作为传统经典实验（）夫兰克赫兹实验的论基础根据尔的原子论，原子只能处一系列不续的稳定态之中，其中每一种状态相应于一的能量值E（n=2n3），些能量值称能级。最能级所对的状态称为基态，其它高能级所对应的态称为发态。当原子从一稳定状态渡到另一稳定状态时就会吸收或辐射一定频的电磁波率大小决定于原所处两定能级间的量差。

h

EEmn

（h为普朗恒量）本验中是利用一定能量电子与原碰撞交换量而实现，并满足能量选择定则：

Em

n

（为激发电位夫兰赫兹实验璃容器充需测量的气体本实验用的是电子阴级K发，K与栅极G之间有速电场G与接收A之间有速电场。当子在空间经加速、碰撞后，进入KG空间时能量足以过减速电，就成为流计的电流。（）实验原：改进的夫兰赫兹管的本结构如图所示。电子由阴极K发出阴极K和第一栅极G

1之间的加速压V及与第栅极G之的加速电压V使子加速。在极A第二栅极G1K2G2K之可设置减速电压V。2G2A设汞原子的态能量为，第一发态的能为，初速为零的电子在电差为V加速0电场作用下获得能为eV具有种能量的电子与汞原子发生碰撞当电子量<-E时，10电子能量几不损失。果≥EΔ，汞原子从电子中取得能量Δ，而由基态跃迁到10第一激发态ΔE=eV。应的电位差VC即为汞子的第一发电位。在实验中，渐增加V，由流计读出极电流I，得到下图所示的变化曲线G2KA实验结论

（）夫兰克赫兹实验证了原子被激发到不同的状态时吸收能量是不续的进说明原子能量是量化的。6．玻理论局性玻理论虽把量子理论引入原子领域，提出定和跃迁概，成功解释了氢原光谱对多电原子光谱无法解释因为尔理论仍然经典理论基础如粒子的观念和道。

量子化条件引进没有当的理论释。7电子某处单位体内出现的率—电子云（课件演示（）堂习1对玻理论的下列法中，正的是（

ACD

）A继承了瑟福的原子模型，但对子能量和子轨道引了量子化设B．对典电磁理论中关于做加运动的电荷要辐射电磁波”的观点示赞同C用能量转与守恒建立了原子发光频率与原子量变化之的定量关D．玻的两个公是在他的论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出的2下面于玻尔理论解释中，正确的说是（

C）A原子只处于一系列不连续的状中，每个态都对应定的能量B．原中，虽然核外电子不断做加速运动但只要能状态不改，就不会向外辐射能量C原子从一定态跃迁到另一种定态时，一定要射一定频的光子D．原的每一个量状态都应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的3根据尔理论，氢子中，量数N越大，则下列说法中正确的是（A电子轨半径越大B．核外子的速率越大C氢原子能的能量越大D．核外子的电势越大

ACD

）4根据尔的原子理，原子中子绕核运的半径（A可以取意值B．可以某一范围内取任意值

D

）C可以取一列不连续的任意值D．是系列不连的特定值5按照尔理论，一氢原子中电子从一径为r的圆轨自发地直跃迁到一径为ar的圆道上，已知r>r，则在此过程（）baA原子要出一系列频率的光子B．原要吸收一系列频率的光子C原子要发某一频率的光子D．原要吸收某频率的光（）堂结玻尔的原子型是把卢福的学说量子理论结合原子的稳定性和原子的线光谱作