(共24张PPT)
仪器介绍
感应圈
气体放电管
光谱分析
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。
玻尔
4.4 玻尔的原子模型
自学
(1)电子在轨道上运动是否稳定,是否辐射电磁波?
(2)电子轨道量子化是什么含义?
(3)原子的能量包括那些?随着半径的增大,动能和电势能如何变化?能量的量子化是什么含义?什么是能级?基态?激发态?n=1表示什么状态?n=2,3,4,……表示状态?
(4)电子从两个能级之间跃迁时,什么情况下辐射光子?什么情况下吸收光子?光子的频率满足什么条件?
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P57-58页
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假设1:定态假设
一、玻尔原子理论的基本假设
针对稳定性提出
丹麦物理学家N.玻尔
原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。
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假设2:轨道量子化假设
结合核式结构模型提出
分立的
1
2
3
4
返回
能级:量子化的能量值
1
2
3
4
5
6
∞
基态
激发态
-13.6eV
-3.4eV
-1.51eV
-0.85eV
-0.54eV
0 eV
假设2:轨道量子化假设
返回
1
2
3
4
5
6
∞
假设3:跃迁假设
1
2
3
4
低能级
高能级
跃迁
吸收光子
辐射光子
针对原子光谱是线状谱提出
1.从n=3跃迁到n=2能级释放出______eV能量。
2.从n=4跃迁到n=2能级释放出______eV能量。
2.55
1.89
牛刀小试
拓展
巴尔末寻找了光谱之间的规律,总结出了巴尔末公式,但是不明白n、2的含义?你能帮他分析一下吗?
巴尔末公式:
里德伯常数
解疑答惑
?
#%
?
赖曼系
巴耳末系
帕邢系
布拉克系
二、玻尔理论对氢光谱的解释
1.气体导电发光的机理是什么?
2.为什么原子放射的光谱是一些分立的亮线?
3.为什么不同的元素具有不同的特征谱线呢?
知识应用
三、玻尔模型的局限性
成功:
成功解释了氢原子光谱的实验规律
不足:
无法解释其他原子的光谱
原因:
保留了“经典粒子”,电子的运动看做经典力学下的“轨道”运动。
关键:用电子云概念取代经典的轨道概念
电子在某处单位体积内出现的概率——电子云
【例题】一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,能发出多少种频率的光子,画出相应的跃迁图。
如果一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,最多可能发出多少种频率的光子。
规律总结
单个氢原子:最多(n-1)光条数
一群氢原子:光条数为
从n能级向低能级跃迁
总结
玻尔理论
三个假设
解释氢光谱
理论局限性
定态假设
轨道假设
跃迁假设
巩固练习
1.对玻尔理论的下列说法中,正确的是
( )
A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波
B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但并不向外辐射能量
C.玻尔理论的成功之处是引入了量子观念
D.玻尔理论的成功之处,是保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念
BC
2.根据玻尔的原子理论,原子中电子绕核运动的半径( )
A.可以取任意值
B.可以在某一范围内取任意值
C.可以取一系列不连续的任意值
D.是一系列不连续的特定值
巩固练习
D
3.按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上,已知ra>rb,则在此过程中( )
A.原子要发出一系列频率的光子
B.原子要吸收一系列频率的光子
C.原子要发出某一频率的光子
D.原子要吸收某一频率的光子
C
巩固练习
4.一群处在n=3能级的氢原子向低能级跃迁,能发出不同频率的光子,在这些光中,波长最长的是( )
A.n=3到n=1时辐射的光子
B.n=3到n=2时辐射的光子
C.n=2到n=1时辐射的光子
B
巩固练习
5.用频率为 的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到
的三条谱线,且 ,则( )
A、
B、
C、
D、
巩固练习
AB
6.氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656nm,以下判断正确的是( )
A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,
辐射光的波长大于656nm
B.用波长为325nm的光照射,
可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级
C.一群处于n=3能级上的氢原子
向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D.用波长633nm的光照射,不能使
氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
巩固练习
CD