波爾的原子模型課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第四章

原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第4節(jié)

課時(shí)2波爾的原子模型1.了解玻爾原子理論的基本假設(shè)的主要內(nèi)容。2.能用玻爾原子理論解釋氫原子能級(jí)圖及光譜。3.了解玻爾理論的局限性。玻爾原子理論的三條基本假設(shè)假設(shè)1：軌道量子化假設(shè)2：能量量子化（定態(tài)、能級(jí)）假設(shè)3：頻率條件(躍遷假說(shuō))一、玻爾原子理論的基本假設(shè)在普朗克能量量子化、愛(ài)因斯坦光子說(shuō)、巴耳末簡(jiǎn)潔公式啟發(fā)下，發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，是半經(jīng)典半量子的假說(shuō)。假設(shè)1：軌道量子化——針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出（1）原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。（2）繞核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值（3）電子在軌道繞核轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射軌道量子化：氫原子：量子數(shù)+rnvn=1n=2n=3n=1n=2n=3-假設(shè)2：能量量子化（定態(tài)、能級(jí)）——針對(duì)原子的穩(wěn)定性提出②能級(jí)：電子只能在特定軌道上運(yùn)動(dòng)，原子的能量只能取一系列特定的值.這些量子化的能量值叫作能級(jí).①定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)基態(tài)：能量最低的狀態(tài)(離核最近)激發(fā)態(tài)：其他的能量狀態(tài)能量量子化：氫原子：假設(shè)3：頻率條件(躍遷假說(shuō))——針對(duì)原子光譜是線(xiàn)狀譜提出躍遷：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m＜n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝En－Em，該式稱(chēng)為頻率條件，又稱(chēng)輻射條件。+mn-低能級(jí)（En）高能級(jí)（Em）電子吸收光子克服庫(kù)侖引力做功，原子能量增加電子輻射光子，原子能量減少躍遷頻率條件:1.解釋巴耳末公式

巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和躍遷之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2。2.解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光

通常情況下，原子處于基態(tài)，非常穩(wěn)定，氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)。二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋3.解釋氫原子光譜的不連續(xù)性

原子從較高的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線(xiàn).4.解釋不同原子具有不同的特征譜線(xiàn)

不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級(jí)各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同。躍遷時(shí)電子動(dòng)能、原子勢(shì)能、原子能量的變化當(dāng)n減小即軌道半徑減小時(shí)，庫(kù)侖力做正功，電子動(dòng)能增加、原子勢(shì)能減小、向外輻射能量，原子能量減小。當(dāng)n增大即軌道半徑增大時(shí)，庫(kù)侖力做負(fù)功，電子動(dòng)能減小、原子勢(shì)能增大、從外界吸收能量，原子能量增大。注意一群原子和一個(gè)原子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)，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)。注意直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)可能是間接躍遷。兩種情況的輻射（或吸收）光子的頻率不同，但都滿(mǎn)足頻率條件。三、玻爾理論的局限性玻爾在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問(wèn)題上遇到了很大的困難沒(méi)有繞開(kāi)經(jīng)典理論無(wú)法解釋復(fù)雜一點(diǎn)的原子的光譜現(xiàn)象無(wú)法解釋譜線(xiàn)的強(qiáng)度等1.玻爾理論的局限性2.原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展過(guò)程湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α

粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型復(fù)雜（氦）原子光譜量子力學(xué)理論玻爾模型建立否定建立否定建立否定否定玻爾模型徹底放棄經(jīng)典概念，用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念建立電子云電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率

1.(多選)按照玻爾理論，下列表述正確的是（

）A.核外電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑可取任意值B.氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C.電子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En(m>n)D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程中，可能輻射能量，也可能吸收能量BC2.(多選)氫原子的核外電子由一個(gè)軌道向另一軌道躍遷時(shí)，可能發(fā)生的情況是（

）A.原子吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大B.原子放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量減小C.原子吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大D.原子放出光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量減小CD3.(多選)如圖所示為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，下列說(shuō)法正確的是（

）A.氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射

光的波長(zhǎng)最短B.輻射光中，光子能量為0.31eV的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)C.用此光子照射基態(tài)的氫原子，能夠使其電離D.用光子能量為14.2eV