鲁科版高中物理选修3-5课件-2.3-玻尔的原子模型

补充：电磁波相关知识（详细可参见选修3-4课本）空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场。如果这个磁场也是随时间变化的，那么这个磁场就会产生新的电场。……这样下去，电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了电磁波。1、电磁波的产生2、电磁波的特点：（1）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，C=3×108m/s。（2）不需要传播介质，在真空中可以传播（3）电磁波的波长与传播速度、频率（或周期）的关系式如下：3、电磁波谱

（1）电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线都是电磁波。

（2）定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。如图所示光的本质就是电磁波

早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱红橙

黄

绿

蓝

靛

紫波长频率可见光的波长：380～760nm红光波长最长，紫光波长最短。实验表明，光是由原子内部电子的运动产生的，研究光谱是探索原子结构的一条途径可见光谱2.3玻尔的原子模型

回顾复习：原子结构的探究过程电子是原子的组成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎样的？汤姆孙卢瑟福？枣糕模型原子带正电的部分应均匀分布在整个原子中，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置核式结构模型原子中心有一个很小的核-原子核全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核带负电的电子在核外空间绕着核旋转。α粒子的大角度散射现象。电子容易穿过铝原子。这个模型是完美的吗？它就是原子结构的最后真相吗？卢瑟福模型的两大困难（1）原子的稳定性由经典电磁学理论可知，当电子围绕原子核做变速运动时，原子会发射电磁波，电子的能量就会减少，因此电子会逐渐做向心运动，最终坠毁在原子核处；实际：原子结构十分稳定，电子并未出现坠毁现象！卢瑟福模型的两大困难（2）频率的不连续性电子围绕原子核做变速运动时辐射的电磁波频率等于其电子做圆周运动的频率，且此频率由其圆周运动的半径唯一决定。因此，由于电子逐渐靠近原子核，辐射的电磁波频率会逐渐变化，并且应为连续变化。实际：各种原子的光谱都是不连续的！玻尔1885年-1962年丹麦物理学家

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(1885年10月7日—1962年11月18日)，丹麦物理学家，哥本哈根大学硕士/博士，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，1922年获得诺贝尔物理学奖。

经典物理学无法解释原子的稳定性，也无法解释光谱的分立特性。

为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。

量子（quantum）是现代物理的重要概念。最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍,每一份能量子等于，为辐射电磁波的频率，h为一常量，叫为普朗克常数。

普朗克1858年—1947年德国物理学家、量子力学的重要创始人之一h=6.63×10-34J•s

爱因斯坦1879年-1955年德国物理学家光量子，简称光子（photon），是传递电磁相互作用的基本粒子，在1905年由爱因斯坦提出，他认为看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成，每一个光子的能量是一、玻尔原子模型——量子化的原子模型1.定态假设原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做变速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。电子绕原子核做圆周运动，只能处在一些分立的轨道上，它只能在这些轨道上绕核转动而不产生电磁辐射。定态一、玻尔原子模型——量子化的原子模型2.跃迁假设原子从一种定态跃迁到另一定态时，吸收（或辐射）一定频率的光子能量hυ。原子从定态E2跃迁到定态E1辐射的光子能量为其中h为普朗克常量，h=6.63×10-34J•s辐射光子吸收光子E2E1一、玻尔原子模型——量子化的原子模型3.轨道量子化假设（不连续假设）原子的不同能量状态对应于电子的不同运动轨道，原子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨道上运动。轨道半径r跟电子动量mv的乘积满足下式这些轨道才是可能的。其中，n称为量子数。根据玻尔理论，可以计算出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公式：二、氢原子的能级结构由量子化条件由牛顿定律根据玻尔理论，可以计算出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公式：二、氢原子的能级结构原子的能量包括:原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。二、氢原子的能级结构能量：轨道半径：式中r1、E1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，rn、En分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量。1基态-13.6eV对于氢原子，带入电子质量后，可得：E1=—13.6eV，r1=0.53×10-10m1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。二、氢原子的能级结构2、基态：正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫基态。123456∞基态-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0eV二、氢原子的能级结构3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。激发态4、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，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。不同的能量，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。二、氢原子的能级结构１２３４-13.6-3.4-1.51-0.85nEeV处于n=4能级的氢原子可能辐射几种频率的光子１２３４-13.6-3.4-1.51-0.85nEeV注意区分：处于n=4能级的一个氢原子和一群氢原子最多释放几种回顾复习：原子结构的探究过程电子是原子的组成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎样的？汤姆孙卢瑟福玻尔枣糕模型原子带正电的部分应均匀分布在整个原子中，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置核式结构模型原子中心有一个很小的核-原子核全部正电荷和质量都集中在原子核带负电的电子在核外空间绕着核旋转。α粒子的大角度散射现象。电子容易穿过铝原子。1.原子的稳定性2.原子光谱的不连续性量子化模型（1）定态假设（2）跃迁假设（3）轨道的量子化假设作业《导与学》P25-26页（第26页第3题不做）对氢原子能级的理解

(1)轨道与能量的量子化：对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同．轨道是不连续的，能量也是不连续的，即能量量子化．(2)负能量：若使原子电离，外界必须对原子做功输入能量，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高．我们把原子电离后的能量记为0，即选取电子离核无穷远处即电子和原子核间无作用力时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为负值。7、给自己一个微笑，说自己很好!你就是自己的神!17、心系乡民，用热情去创造财富。17、乐观的人能重整旗鼓东山再起，悲观的人因缺乏自信，往往一败涂地。6、成功的信念在人脑中的作用就如闹钟，会在你需要时将你唤醒。5、人生伟业的建立，不在能知，乃在能行。4、创富要根除等、靠、要思想，用勤劳的双手，坚持不懈的努力，引领乡亲脱贫致富。20、我要你静心学习那份等待时机成熟的情绪，也要你一定保有这份等待之外的努力和坚持。14、再难受又怎样、生活还要继续。现实就是这样、没有半点留情、你不争就得输。18、人人都愿顺风顺水，却不知绝处逢生的意义。坎坷要有，困难要有，不然如何变得更强大。19、如果要挖井，就要挖到水出为止。15、如果你不给自己烦恼，别人也永远不可能给你烦恼。因为你自己的内心，你放不下。9、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。2、知识是