玻爾的原子模型實(shí)用教案

1、vFree+e+e第1頁/共35頁第一頁，共36頁。第2頁/共35頁第二頁，共36頁。以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了生的微觀現(xiàn)象。為了(wi le)(wi le)解決這個(gè)矛解決這個(gè)矛盾，盾，19131913年丹麥的物理學(xué)家玻爾在盧瑟福年丹麥的物理學(xué)家玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。第3頁/共35頁第三頁，共36頁。針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出針對原子核式結(jié)構(gòu)

2、模型提出第4頁/共35頁第四頁，共36頁。 電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，原電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，原子處于不同的狀態(tài)玻爾指出，子處于不同的狀態(tài)玻爾指出，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量能量(nngling)，所以原子的，所以原子的能量能量(nngling)也是量子化的。也是量子化的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。針對針對(zhndu)(zhndu)原子的穩(wěn)定性提原子的穩(wěn)定性提出出第5頁/共35頁第五頁，共36頁。能級(jí)能級(jí)(nngj)圖圖123軌道與能級(jí)相對應(yīng)軌道與能級(jí)相對應(yīng)E第6頁/共35頁第六頁，共36頁。高高能能級(jí)級(jí)(nngj)低低能能級(jí)級(jí)Em

3、En針對原子光譜是線狀譜提出針對原子光譜是線狀譜提出 電子在始、末兩個(gè)能級(jí)電子在始、末兩個(gè)能級(jí)Em和和En（ EmEn ）間躍遷時(shí)會(huì)發(fā)）間躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射（或吸收）光子的頻率，發(fā)射（或吸收）光子的頻率射（或吸收）光子的頻率，發(fā)射（或吸收）光子的頻率由前后能級(jí)的能量差決定。由前后能級(jí)的能量差決定。即即h hm m- -n n其中其中為對應(yīng)光為對應(yīng)光子的頻率。子的頻率。第7頁/共35頁第七頁，共36頁。En n 第8頁/共35頁第八頁，共36頁。12rnrn)6 .13(1112eVEEnEn3 , 2 , 1n(r1=0.053nm)第9頁/共35頁第九頁，共36頁。說明(shumng)1： （1）

4、氫原子各定態(tài)的能量值，為電子繞核運(yùn)動(dòng)(yndng)的動(dòng)能Ek和電勢能Ep的代數(shù)和(即E=Ek+Ep)例如例如(lr)：E1=-13.6eV 實(shí)際上，其中實(shí)際上，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。（2）這里的電勢能這里的電勢能Ep0，原因是規(guī)定了無限，原因是規(guī)定了無限遠(yuǎn)處的電勢能為零。這樣越是里面軌道電勢能遠(yuǎn)處的電勢能為零。這樣越是里面軌道電勢能越少，負(fù)得越多。越少，負(fù)得越多。且其大小總大于同一定態(tài)的且其大小總大于同一定態(tài)的動(dòng)能值，所以各定態(tài)能量值均為負(fù)值動(dòng)能值，所以各定態(tài)能量值均為負(fù)值, ,因此，因此，不能根據(jù)氫原子的能級(jí)公式不能根據(jù)氫原子的能級(jí)公式 得出氫原子得出氫原子各定態(tài)

5、能量與各定態(tài)能量與n n2 2成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。成反比的錯(cuò)誤結(jié)論。21nEEn第10頁/共35頁第十頁，共36頁。（4）躍遷(yuqin)時(shí)伴隨著電子動(dòng)能、原子電勢能與原子能量的變化當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原子的電勢能Ep減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小反之，軌道半徑增大時(shí)，原子電勢能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大(3)(3)量子數(shù)量子數(shù)n=1n=1定態(tài)，能量值最小，電子定態(tài)，能量值最小，電子(dinz)(dinz)動(dòng)能最大，電勢能最??；量子數(shù)動(dòng)能最大，電勢能最小；量子數(shù)越大，能量值越大，電子越大，能量值越大，電子(dinz)(dinz)動(dòng)能越動(dòng)能越小，電勢能越大小，電勢能越大.

6、.第11頁/共35頁第十一頁，共36頁。 說明說明(shumng)2：1 從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷(yuqin)時(shí)要釋放時(shí)要釋放能量。以光子形式輻射出去能量。以光子形式輻射出去- 發(fā)射光子發(fā)射光子（原子發(fā)光現(xiàn)象）（原子發(fā)光現(xiàn)象）2 從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷要吸收從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷要吸收(xshu)能量能量對于能量小于對于能量小于13.6ev的光子的光子（要么全被吸收，要么（要么全被吸收，要么不吸收）不吸收）對于能量大于或等于對于能量大于或等于13.6ev的光子的光子（電離）（電離）（1） 若吸收光子若吸收光子（2）若吸收實(shí)物粒子能量若吸收實(shí)物粒子能量 只要實(shí)物粒子動(dòng)能足以使氫原子

7、向高能級(jí)躍遷只要實(shí)物粒子動(dòng)能足以使氫原子向高能級(jí)躍遷, 就就能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向高能級(jí)能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向高能級(jí)躍遷躍遷,多余能量仍為實(shí)物粒子動(dòng)能多余能量仍為實(shí)物粒子動(dòng)能。第12頁/共35頁第十二頁，共36頁。 但如果氫原子核外只有一個(gè)電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能(knng)的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能(knng)的情況只有一。l對于量子數(shù)為n的一群(y qn)氫原子，向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為N= 2) 1( nn說明(shumng)3 處于激發(fā)態(tài)的原子由于不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)的向低能級(jí)躍遷，

8、并產(chǎn)生不同頻率的譜線。第13頁/共35頁第十三頁，共36頁。說明4. 躍遷與電離的問題 原子躍遷時(shí)不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量如基態(tài)(j ti)氫原子電離，其電離能為13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能被基態(tài)(j ti)氫原子吸收而電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動(dòng)能越大 第14頁/共35頁第十四頁，共36頁。-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 nE/eV賴曼系（紫外線）賴曼系（紫外線）巴耳末系（可見光）巴耳末系（可見光）帕邢系（紅

9、外線）帕邢系（紅外線）布喇開系布喇開系逢德系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6軌道(gudo)與能級(jí)相對應(yīng)成功成功(chnggng)解釋了氫光譜的所解釋了氫光譜的所有譜線。有譜線。第15頁/共35頁第十五頁，共36頁。 氫氫原原子子能能級(jí)級(jí)躍躍遷遷(yu(yuqiqin)n)與與光光譜譜圖圖巴巴耳耳末末系系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=212211nR,5 ,43，n第16頁/共35頁第十六頁，共36頁。n=6n=5n=4n=1n=3n=2（巴爾末系）HHHH221111()3,4,5,.2Rnnm

10、7 巴 耳 末 公 式 R=1.10 10 里 德 伯 常 量第17頁/共35頁第十七頁，共36頁。第18頁/共35頁第十八頁，共36頁。在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功成功(chnggng)引入了引入了量子化的觀念量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、粒子、軌道軌道(gudo)”等經(jīng)典等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律律除了氫原子光譜外，在解決其除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的他問題上遇到了很大的氦原子光譜量子化條件的引量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦磉M(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉屨摻忉?。?9頁/共35頁第十九頁，共36頁。否定否定建立建立否定否定建立建

11、立否定否定建立建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾否定否定建立建立出現(xiàn)矛盾電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云電子云第20頁/共35頁第二十頁，共36頁。小結(jié)(xioji)第21頁/共35頁第二十一頁，共36頁。例題(lt)講解第22頁/共35頁第二十二頁，共36頁。chEchEchE chE 1A. 1 B. 1 C. 1 D.第23頁/共35頁第二十三頁，共36頁。第24頁/共35頁第二十四頁，共36頁。例4、如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，若用能量為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)(j ti)的氫原子，則（ ）A.氫原子能從基態(tài)(j ti)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去B.有的氫

12、原子能從基態(tài)(j ti)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上去 C.氫原子最多能發(fā)射3種波長不同的光 D.氫原子最多能發(fā)射6種波長不同的光第25頁/共35頁第二十五頁，共36頁。第26頁/共35頁第二十六頁，共36頁。例例6 6、圖為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量、圖為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量(dling)(dling)的的氫原子處于的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若氫原子處于的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（ ）最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由能級(jí)躍到能級(jí)產(chǎn)生的能級(jí)躍到能級(jí)產(chǎn)生的頻率最小的光是

13、由頻率最小的光是由能級(jí)躍遷到能級(jí)產(chǎn)生的能級(jí)躍遷到能級(jí)產(chǎn)生的這些氫原子總共可輻射這些氫原子總共可輻射出種不同頻率的光出種不同頻率的光用能級(jí)躍遷到用能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光照射能級(jí)輻射出的光照射逸出功為逸出功為6.346.34的金屬鉑的金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)。D第27頁/共35頁第二十七頁，共36頁。例例7 7、現(xiàn)有、現(xiàn)有12001200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4 4的能級(jí)上，的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)出的光子總數(shù)(zngsh)(zngsh)是多少？假定處在量子數(shù)是多少？假定處

14、在量子數(shù)為為n n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)(zngsh)(zngsh)的的 。 A.1200 B.2000 C.2200 D.2400A.1200 B.2000 C.2200 D.240011n解：畫出示意圖，分步計(jì)算解：畫出示意圖，分步計(jì)算(j (j sun)sun)，不難得出結(jié)論，不難得出結(jié)論400400個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，200200個(gè)，個(gè)，400400個(gè)，個(gè)，共共22002200個(gè)。個(gè)。第28頁/共3

15、5頁第二十八頁，共36頁。1 1、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（ ）A A、繼承了盧瑟福的原子、繼承了盧瑟福的原子(yunz)(yunz)模型，但對原模型，但對原子子(yunz)(yunz)能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)B B、對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于、對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波輻射電磁波”的觀點(diǎn)提出了異議的觀點(diǎn)提出了異議C C、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子(yunz)(yunz)發(fā)光發(fā)光頻率與原子頻率與原子(yunz)(yunz)能量變化之間的定量關(guān)系能量變化

16、之間的定量關(guān)系D D、玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典、玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的ABCD達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)(d bio)練習(xí)練習(xí)第29頁/共35頁第二十九頁，共36頁。2 2、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（ ）A A、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都對應(yīng)一定的能量對應(yīng)一定的能量B B、原子中，雖然核外電子、原子中，雖然核外電子(dinz)(dinz)不斷做加速運(yùn)不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就會(huì)向外輻射能量

17、動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就會(huì)向外輻射能量C C、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射一定頻率的光子一定頻率的光子D D、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對應(yīng)一個(gè)電子、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對應(yīng)一個(gè)電子(dinz)(dinz)軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的BC第30頁/共35頁第三十頁，共36頁。3 3、根據(jù)玻爾理論、根據(jù)玻爾理論(lln)(lln)，氫原子中，量子數(shù)，氫原子中，量子數(shù)N N越大，越大，則下列說法中正確的是（則下列說法中正確的是（ ）A A、電子軌道半徑越大、電子軌道半徑越大 B B、核外電子的速率越大、核外

18、電子的速率越大C C、氫原子能級(jí)的能量越大、氫原子能級(jí)的能量越大 D D、核外電子的電勢能越大、核外電子的電勢能越大4 4、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)的玻爾的原子理論，原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑（半徑（ ）A A、可以取任意值、可以取任意值 B B、可以在某一范圍內(nèi)取任意值、可以在某一范圍內(nèi)取任意值C C、可以取一系列不連續(xù)的任意值、可以取一系列不連續(xù)的任意值D D、是一系列不連續(xù)的特定值、是一系列不連續(xù)的特定值DACD第31頁/共35頁第三十一頁，共36頁。第32頁/共35頁第三十二頁，共36頁。第33頁/共35頁第三十三頁，共36頁。第34頁/共35頁第三十