玻爾原子模型課件高二下學(xué)期物理魯科版選擇性

玻爾原子模型1波爾原子模型人們發(fā)現(xiàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)無(wú)法解釋下面現(xiàn)象：2、原子特征光譜的不連續(xù)性

電子輻射的電磁波頻率應(yīng)等于它繞原子核的頻率，所以大量原子發(fā)光的頻率應(yīng)該是連續(xù)的，而實(shí)際上是不連續(xù)的。1、原子的穩(wěn)定性

據(jù)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)理論，電子做圓周運(yùn)動(dòng)要輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上，但事實(shí)上原子卻是穩(wěn)定的。1913年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)（1）軌道定態(tài)

原子核外的電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)；電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子具有一定能量，其數(shù)值也是分立的，電子的軌道和原子的能量都是量子化的。電子雖然做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量，處于穩(wěn)定的狀態(tài)，電子處于分立軌道的這些狀態(tài)稱(chēng)為定態(tài)。（2）頻率條件

輻射（或吸收）的光子的能量hν由兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即該光子的能量應(yīng)滿足頻率條件2氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)

原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)。每個(gè)狀態(tài)中，原子的能量值是確定的。這些確定的能量值我們稱(chēng)之為能級(jí)。氫原子的不同能級(jí)和相應(yīng)的電子軌道半徑間的關(guān)系：E1為最低能級(jí)，約r1為最小軌道半徑，約0.53×10-10m1基態(tài)-

正常狀態(tài)下，原子處于最低能級(jí)，這時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)叫基態(tài)。123456∞基態(tài)-eV0eV激發(fā)態(tài)

電子吸收能量后，原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，這時(shí)原子的狀態(tài)稱(chēng)為激發(fā)態(tài)。

原子在電子躍遷時(shí)吸收或輻射的能量都不是任意的。這個(gè)能量等于電子躍遷時(shí)始、末兩個(gè)能級(jí)間的能量差。能量差值不同，輻射的光子頻率也不同，由此便產(chǎn)生了不同波長(zhǎng)的光。3解釋氫原子光譜

由于原子的能級(jí)是不連續(xù)的，所以吸收和輻射能量也不是隨意的。這個(gè)能量要滿足h：普朗克常量4波爾理論的局限性

該理論雖然引入了普朗克的量子化概念，認(rèn)為電子軌道和能量都是量子化的，但沒(méi)有跳出經(jīng)典力學(xué)的范圍，認(rèn)為電子是經(jīng)典粒子，運(yùn)動(dòng)有確定的軌道。因此，玻爾理論是一種半經(jīng)典的量子論，是向描述微觀粒子規(guī)律的量子力學(xué)過(guò)渡階段中的一個(gè)理論。

玻爾理論沖破了經(jīng)典物理中能量連續(xù)變化的束縛，解釋了原子結(jié)構(gòu)和氫原子光譜的關(guān)系。然而，玻爾理論卻無(wú)法解釋多電子原子的光譜（如氦原子光譜）。

實(shí)際上，電子是微觀粒子，其運(yùn)動(dòng)與宏觀物體運(yùn)動(dòng)不同，沒(méi)有確定的方向和軌跡。它們?cè)谠雍酥車(chē)魈幊霈F(xiàn)的概率是不同的。為了形象地描述電子的運(yùn)動(dòng)情況，人們將這些概率用點(diǎn)的方式表現(xiàn)出來(lái)，若某一空間范圍內(nèi)電子出現(xiàn)的概率大，則這里的點(diǎn)就密集；若某一空間范圍內(nèi)電子出現(xiàn)的概率小，則這里的點(diǎn)就稀疏。這種用點(diǎn)的疏密表示電子出現(xiàn)的概率分布的圖形，稱(chēng)為電子云。

處于高能級(jí)的氫原子能自發(fā)地躍遷到低能級(jí)并輻射光子，上述處于n＝4能級(jí)的氫原子輻射光子的頻率可能有幾種？氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)，所輻射光子的能量、頻率和波長(zhǎng)分別是多少？解１２３４nEeV氫原子可能輻射幾種頻率的光子１２３４nEeV注意區(qū)分：一個(gè)氫原子和大量氫原子最多釋放幾種躍遷與電離的區(qū)別1.電子躍遷：電子任在原子內(nèi)，只是跳到不同能級(jí).2.電子電離：電子脫離原子，成為自由電子.吸收能量的區(qū)別：1.電子躍遷：光子能量必須滿足_____________才會(huì)被吸收或輻射。hν＝Em－En2.電子電離：如基態(tài)氫原子，只要光子能量大于或等于13.6eV都能被基態(tài)的氫原子吸收而電離，只不過(guò)入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大。

用一束單色光照射處于n＝4能級(jí)的氫原子使其電離（電子脫離原子核的束縛成為自由電子），光子的能量至少為多大？解處于n＝4能級(jí)的氫原子能級(jí)為E4使其電離的光子能量

躍遷時(shí)電子動(dòng)能、原子電勢(shì)能與原子能量的變化

當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖引力做正功，原子的電勢(shì)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(shì)能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大．激發(fā)原子的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子

原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動(dòng)能大于兩能級(jí)的能量差值(E＝Em－En)，就可使原子發(fā)生躍遷。但是，如果入射的是光子，吸收的只能是等于兩能級(jí)E＝Em－En。

例、如圖畫(huà)出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量En