人教版物理选修3-5同步课件：第18章 第4节 玻尔的原子模型
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-5同步课件：第18章 第4节 玻尔的原子模型 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-01-03 13:28:34 | ||
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文档简介
课件53张PPT。原子结构第十八章第四节 玻尔的原子模型第十八章霓虹灯发出的光，线条结构丰富，色彩鲜艳、绚丽多姿，形状、色彩变幻莫测，令人赏心悦目。一幅幅流动的画面，似天上彩虹，象人间银河，更酷似一个梦幻世界，使人难以忘怀。霓虹灯是一种增添节日欢快气氛和进行广告宣传的最佳光源，霓虹灯的亮、美、动特点，在各类新型光源中独领风骚。同学们，你们知道霓虹灯的发光原理吗？1．轨道假设
轨道量子化：原子中的电子在_______的作用下，绕原子核做圆周运动，电子运动轨道的_______不是任意的，而是_______化的。电子在这些轨道上绕核的转动是_______的，不产生_______辐射。玻尔原子理论的基本假设库仑力半径量子稳定电磁2．定态假设
(1)定态：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的_______。原子在不同的_______中具有不同的能量，因此，原子的能量是_______化的。这些_______化的能量值叫做______，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为______。
(2)基态：能量最_______的状态叫做基态。
(3)激发态：基态_______的能量状态叫做激发态。状态状态量子量子能级定态低之外3．跃迁假设
电子从能量_______的定态轨道跃迁到能量_______的定态轨道时，会向外辐射能量，辐射的能量是______________的，光子的能量由两个能级的________决定。
hν＝Em－En
这个式子称为频率条件，也叫辐射条件，式中的h为普朗克常量，ν为光子的_______。较高较低一份一份能量差频率1．氢原子的能级图玻尔理论对氢光谱的解释2．解释巴耳末公式
(1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为hν＝_______。
(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的__________的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________符合得很好。
3．解释气体导电发光
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到_______，处于激发态的原子是_______的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出_______，最终回到基态。E3－E2定态轨道里德伯常量激发态不稳定光子4．解释氢原子光谱的不连续性
原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后___________，由于原子的能级是_______的，所以放出的光子的能量也是_______的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
5．解释不同原子具有不同的特征谱线
不同的原子具有不同的结构，_______各不相同，因此辐射(或吸收)的_________也不相同。两能级差分立分立能级光子频率1．玻尔理论的成功之处
玻尔理论第一次将______________引入原子领域。
提出了_______和_______的概念，成功解释了_______光谱的实验规律。
2．玻尔理论的局限性
过多地保留了_______理论，即保留__________的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的_______运动。玻尔理论的局限性量子观念定态跃迁氢原子经典经典粒子轨道
3．电子云
原子中的电子_______确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现_______的多少，把电子这种_______分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。没有概率概率
一、玻尔原子模型
1．轨道量子化
(1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。
(2)轨道半径公式：rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径r1＝0.53×10－10m。答案： 在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在rn＝n2r1处的几率大。二、氢原子跃迁的规律
1．能级图的理解
(1)能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。
(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，n＝1是原子的基态，n→∞是原子电离时对应的状态。(3)氢原子从高能级向n＝1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图)4．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子
(1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收。
(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝En－Ek)，就可使原子发生能级跃迁。(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。
(3)当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时，r增大，则Ek减小，Ep增大，E增大；反之，r减小，则Ek增大，Ep减小，E减小，与卫星绕地球运行相似。答案：B对玻尔理论的理解C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设。其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误，A、B、C正确。
答案：ABC
点评：应注意电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关。
解析：按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，很短时间内电子的能量就会消失，与客观事实相矛盾，由玻尔假设可知选项A、C错，B正确；原子轨道半径越大，原子能量越大，选项D正确。氢原子的跃迁解析：解答本题可按以下思路分析：C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
答案：D综合应用A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
答案：D
解析：根据物理学史可知A、B、C正确；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
轨道量子化：原子中的电子在_______的作用下，绕原子核做圆周运动，电子运动轨道的_______不是任意的，而是_______化的。电子在这些轨道上绕核的转动是_______的，不产生_______辐射。玻尔原子理论的基本假设库仑力半径量子稳定电磁2．定态假设
(1)定态：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的_______。原子在不同的_______中具有不同的能量，因此，原子的能量是_______化的。这些_______化的能量值叫做______，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为______。
(2)基态：能量最_______的状态叫做基态。
(3)激发态：基态_______的能量状态叫做激发态。状态状态量子量子能级定态低之外3．跃迁假设
电子从能量_______的定态轨道跃迁到能量_______的定态轨道时，会向外辐射能量，辐射的能量是______________的，光子的能量由两个能级的________决定。
hν＝Em－En
这个式子称为频率条件，也叫辐射条件，式中的h为普朗克常量，ν为光子的_______。较高较低一份一份能量差频率1．氢原子的能级图玻尔理论对氢光谱的解释2．解释巴耳末公式
(1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为hν＝_______。
(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的__________的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________符合得很好。
3．解释气体导电发光
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到_______，处于激发态的原子是_______的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出_______，最终回到基态。E3－E2定态轨道里德伯常量激发态不稳定光子4．解释氢原子光谱的不连续性
原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后___________，由于原子的能级是_______的，所以放出的光子的能量也是_______的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
5．解释不同原子具有不同的特征谱线
不同的原子具有不同的结构，_______各不相同，因此辐射(或吸收)的_________也不相同。两能级差分立分立能级光子频率1．玻尔理论的成功之处
玻尔理论第一次将______________引入原子领域。
提出了_______和_______的概念，成功解释了_______光谱的实验规律。
2．玻尔理论的局限性
过多地保留了_______理论，即保留__________的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的_______运动。玻尔理论的局限性量子观念定态跃迁氢原子经典经典粒子轨道
3．电子云
原子中的电子_______确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现_______的多少，把电子这种_______分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。没有概率概率
一、玻尔原子模型
1．轨道量子化
(1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。
(2)轨道半径公式：rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径r1＝0.53×10－10m。答案： 在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在rn＝n2r1处的几率大。二、氢原子跃迁的规律
1．能级图的理解
(1)能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。
(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，n＝1是原子的基态，n→∞是原子电离时对应的状态。(3)氢原子从高能级向n＝1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图)4．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子
(1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收。
(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝En－Ek)，就可使原子发生能级跃迁。(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。
(3)当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时，r增大，则Ek减小，Ep增大，E增大；反之，r减小，则Ek增大，Ep减小，E减小，与卫星绕地球运行相似。答案：B对玻尔理论的理解C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设。其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误，A、B、C正确。
答案：ABC
点评：应注意电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关。
解析：按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，很短时间内电子的能量就会消失，与客观事实相矛盾，由玻尔假设可知选项A、C错，B正确；原子轨道半径越大，原子能量越大，选项D正确。氢原子的跃迁解析：解答本题可按以下思路分析：C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
答案：D综合应用A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
答案：D
解析：根据物理学史可知A、B、C正确；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量