玻爾的原子模型完整版

第一頁，共二十五頁。盧瑟福的核式結構(jiégòu)學說與經典電磁理論的矛盾(一)原子(yuánzǐ)是穩(wěn)定的

電子繞核運動將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小(suōxiǎo)，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定．++經典理論認為事實第二頁，共二十五頁。盧瑟福的核式結構學說與經典電磁(diàncí)理論的矛盾(二)

由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于(děngyú)繞核運動的頻率，連續(xù)變化，原子光譜應該是連續(xù)光譜經典理論(lǐlùn)認為事實

原子光譜是不連續(xù)的線狀譜第三頁，共二十五頁。玻爾的原子模型

以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結出來的經典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個矛盾，1913年玻爾在盧瑟福學說的基礎上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)(xìtǒng)上，提出了玻爾理論。玻爾第四頁，共二十五頁。一、玻爾原子理論的基本(jīběn)假設（三個重要(zhòngyào)假設）假說(jiǎshuō)1:軌道量子化+分立軌道圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的轉動是穩(wěn)定的，不產生電磁輻射第五頁，共二十五頁。+m

rv

原子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)(zhuàngtài)．玻爾指出，原子的不同的狀態(tài)(zhuàngtài)中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的.假說(jiǎshuō)2:能量量子化一、玻爾原子理論的基本(jīběn)假設（三個重要假設）第六頁，共二十五頁。能級：量子化的能量值定態(tài)：原子中具有(jùyǒu)確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)E４12345E１E３E２E５量子數(shù)基態(tài)：能量(néngliàng)最低的狀態(tài)（離核最近）激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)—基態(tài)(jītài)激發(fā)態(tài)能量量子化能級圖+m

rv軌道圖123第七頁，共二十五頁。

原子從Em能級躍遷(yuèqiān)到En能級（Em>En

）時，會放出能量為hv的光子，其能量由前后能級差決定：+v

EnEm假說(jiǎshuō)3:躍遷假說一、玻爾原子理論的基本(jīběn)假設（三個重要假設）第八頁，共二十五頁。低能級(néngjí)高能級(néngjí)躍遷(yuèqiān)吸收光子輻射光子光子的發(fā)射和吸收第九頁，共二十五頁。

玻爾從上述假設出發(fā)，利用經典理論和量子理論結合，計算出了氫的電子的軌道半徑和對應(duìyìng)的能量值（能級）．氫原子能級(néngjí)二、玻爾理論對氫光譜(guāngpǔ)的解釋-13.6-3.4-1.51-0.8504132∞nE/eV第十頁，共二十五頁。－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)(jītài)激發(fā)態(tài)巴耳末系氫原子的能級(néngjí)圖第十一頁，共二十五頁。12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV光子使原子(yuánzǐ)躍遷:光子(guāngzǐ)的能量只有等于能級差時，才能被吸收要使處于基態(tài)的氫原子從基態(tài)躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，則照射光的頻率應為多少(duōshǎo)？

頻率高一點可以嗎？第十二頁，共二十五頁。12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV電離(diànlí)后電子剩余動能為：注意(zhùyì)：En為負值電離(diànlí)：分別能量為2eV、10eV的光子照射處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子，結果如何？第十三頁，共二十五頁。12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV多余的能量是粒子(lìzǐ)剩余的能量使原子(yuánzǐ)電離逸出電子(diànzǐ)的動能：實物粒子使原子躍遷:粒子能量可以全部或部分被吸收一個微觀粒子能量為12.2eV，與處于基態(tài)的氫原子碰撞，結果如何？第十四頁，共二十五頁。問題1：氣體導電發(fā)光機理是什么？問題2：試解釋(jiěshì)原子光譜為什么是線狀光譜？問題3：不同元素的原子為什么具有不同的特征譜線？閱讀教材P58-P59，討論回答(huídá)以下問題第十五頁，共二十五頁。在解決核外電子的運動(yùndòng)時成功引入了量子化的觀念同時又應用了“粒子、軌道”等經典(jīngdiǎn)概念和有關牛頓力學規(guī)律

除了氫原子光譜外，在解決其他(qítā)問題上遇到了很大的困難．氦原子光譜量子化條件的引進沒有適當?shù)睦碚摻忉尅?/p>

玻爾理論成功的解釋并預言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性．三、玻爾模型的局限性第十六頁，共二十五頁。怎樣(zěnyàng)修改玻爾模型？思想：必須徹底放棄(fàngqì)經典概念關鍵：用電子云概念取代(qǔdài)經典的軌道概念電子在某處單位體積內出現(xiàn)的概率——電子云第十七頁，共二十五頁。一個氫原子處于(chǔyú)n的激發(fā)態(tài)1、它可能(kěnéng)向外輻射幾種頻率的光子？2、它最多向外輻射的光子(guāngzǐ)數(shù)為多少？12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV一群原子從n能級躍遷，可能的光子頻率有幾種？第十八頁，共二十五頁。E1主量子數(shù)電離態(tài)n123485EE2-13.6E3E4E5能量(eV)第三激發(fā)態(tài)第二激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài)基態(tài)-3.39-1.15-0.85-0.54若大量(dàliàng)氫原子處于主量子數(shù)的激發(fā)態(tài),會輻射幾種(jǐzhǒnɡ)頻率的光；在哪兩個能級(néngjí)之間躍遷？最短波長光的頻率是多少？n5其中波長最短的光是第十九頁，共二十五頁。1、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（）A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設B、對經典電磁理論中關于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點提出了異議C、用能量轉化(zhuǎnhuà)與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關系D、玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用經典電磁理論和牛頓力學計算出來的ABCD第二十頁，共二十五頁。2、下面關于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（）A、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個狀態(tài)都對應一定的能量B、原子中，雖然核外電子不斷做加速運動，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會向外輻射能量C、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，一定要輻射一定頻率的光子

D、原子的每一個能量狀態(tài)都對應一個電子(diànzǐ)軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的C第二十一頁，共二十五頁。3、根據玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說法中正確的是（）A、電子軌道半徑越大B、核外電子的速率越大C、氫原子能級的能量(néngliàng)越大D、核外電子的電勢能越大ACD第二十二頁，共二十五頁。4、根據玻爾的原子理論，原子中電子繞核運動的半徑（）A、可以取任意值B、可以在某一范圍內取任意值C、可以取一系列不連續(xù)(liánxù)的任意值D、是一系列不連續(xù)的特定值D第二十三頁，共二十五頁。5、按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接(zhíjiē)躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中（）A、原子要發(fā)出一系列頻率的光子B、原子要吸收一系列頻率的光子C、原子要發(fā)出某一頻率的光子D、原子要吸收某一頻率的光子C第二十四頁，共二十五頁。內容(nèiróng)總結盧瑟福的核式結構學說與經典電磁理論的矛盾(一)。盧瑟福的核式結構學說與經典電磁理論的矛盾(