人教版高二物理选修3-5第十八章 18．4玻尔的原子模型（22张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-5第十八章 18．4玻尔的原子模型（22张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 478.5KB | ||
| 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 | 2020-04-14 23:05:10 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
18.4 玻尔的原子模型
学习目标
1.掌握玻尔原子理论的基本假设的主要内容。
2.掌握能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。
3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型；
问题指导
1.玻尔原子理论的基本假设的主要内容？
2.什么是能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态？
阅读教材同时思考以下问题：
①轨道量子化假设 ②能量量子化假设 ③跃迁假设
能级：量子化的能量值
跃迁：原子从一个定态到另一个定态的变化过程
能量量子化：原子的不同的状态中具有不同的能量
基态：能量最低的状态
激发态：其他的状态
3.玻尔理论有什么局限性？
过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。
汤姆孙发现电子
汤姆孙的枣糕模型
卢瑟福α粒子散射实验
卢瑟福的核式结构模型
回顾科学家对原子结构的认识史
原子不可割
汤姆孙的枣糕模型
原子稳定性事实氢原子光谱实验(分立)
卢瑟福的核式结构模型
?
绕原子核运动的电子轨道半径不是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时轨道才有可能。即为分立的数值，是量子化的。
针对原子核式结构模型提出
rn=n2r1
r1=0.53×10-10m
1
2
3
一.玻尔原子理论的基本假设
假设1:轨道量子化假设
波尔指出，电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
且原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的.
En=E1/n2
E1=-13.6ev
假设2:能量量子化假设
E1＝-13.6ev
E2＝－3.40ev
E3=-1.51ev
能级：量子化的能量值
定态：原子中具有确定能量的稳定状态
——基态
能级图
几个基本概念
假设3:跃迁假设
针对原子光谱是线状谱提出
当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Ｅm-Ｅn称为频率条件，又称辐射条件。
假设3:跃迁假设(频率条件)
反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由频率条件决定。
氢原子的能级图：
－－－－－－－－－－－－－－－－－
１
２
３
４
５
-13.6
-3.4
-1.51
-0.85
-0.54
0 eV
n
E
∞
例1.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ ）
A.原子的能量增加，电子的动能减小
B.原子的能量增加，电子的动能增加
C.原子的能量减小，电子的动能减小
D.原子的能量减小，电子的动能增加
D
例2．已知氢原子的基态能量为－13.6 eV.当一群处于量子数n＝3的激发态的氢原子发生跃迁时，可能辐射的光子能量是( )
A.1.5 eV
B.12.09 eV
C.1.89 eV,12.09 eV
D.1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV
D
例3.(多选)右图为氢原子的部分能级图．关于氢原子能级的跃迁，下述正确的是( )
A．用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B．用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用能量为13.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
D．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
AD
例4. (多选)如图所示，表示汞原子可能的能级(不是全部)，一个自由电子的总能量为9.0 eV，与处于基态的汞原子的电子发生正碰（不计汞原子的动量变化），则自由电子可能剩余的能量(碰撞过程中无能量损失)( )
A.0.2 eV B.1.4 eV
C.1.3 eV D.4.1 eV
ACD
n=6
n=5
n=4
n=1
n=3
n=2
例题：求从n=3跃迁到n=2，辐射出光子的波长？
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J
所以， λ δ=hc/ Eδ
= 6.63×10-34×3.0×10-8 /3.03×10-19J
= 6.57 ×10-7(m)
二.玻尔理论对氢光谱的解释
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
（巴尔末系）
玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性．
在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律
??除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难．
三、玻尔模型的局限性
氦原子光谱
量子化条件的引进没有适当的理论解释。
汤姆孙发现电子
汤姆孙的西瓜模型
α粒子散射实验
卢瑟福的核式结构模型
原子不可割
汤姆孙的西瓜模型
原子稳定性事实
氢光谱实验
卢瑟福的核式结构模型
?
玻尔模型
复杂（氦）原子光谱
量子力学理论
玻尔模型
拓展与提高
怎样修改玻尔模型？
思想：必须彻底放弃经典概念？
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
原子结构的认识史
课堂小结
玻尔原子模型
1.轨道量子化假设
2.能量量子化假设
3.跃迁假设
hν＝Ｅm -Ｅn
1、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ）
A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量
B、原子中，虽然核外电子不断做变加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子
D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
课堂训练
2.有一群处于量子数为n＝4的激发态中的氢原子，在它们跃迁的过程中发出的光谱线共有( )
A．3条 B．4条
C．5条 D．6条
3.有一个处于量子数n=4的激发态中的氢原子，在它向低能态跃迁时，最多可能发出______个频率的光子。
4.光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、γ6六种光谱线，且γ1＜γ2＜γ3＜γ4＜γ5＜γ6，则E等于( )
A.hγ1 B.hγ6 C.h（γ6-γ1）
D.h（γ1+γ2+γ3+γ4+γ5+γ6）
5、(多选)对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ）
A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设
B、认同经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点
C、建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
6、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
1.C 2.D 3.3 4.A 5. ACD 6.C
参考答案
18.4 玻尔的原子模型
学习目标
1.掌握玻尔原子理论的基本假设的主要内容。
2.掌握能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。
3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型；
问题指导
1.玻尔原子理论的基本假设的主要内容？
2.什么是能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态？
阅读教材同时思考以下问题：
①轨道量子化假设 ②能量量子化假设 ③跃迁假设
能级：量子化的能量值
跃迁：原子从一个定态到另一个定态的变化过程
能量量子化：原子的不同的状态中具有不同的能量
基态：能量最低的状态
激发态：其他的状态
3.玻尔理论有什么局限性？
过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。
汤姆孙发现电子
汤姆孙的枣糕模型
卢瑟福α粒子散射实验
卢瑟福的核式结构模型
回顾科学家对原子结构的认识史
原子不可割
汤姆孙的枣糕模型
原子稳定性事实氢原子光谱实验(分立)
卢瑟福的核式结构模型
?
绕原子核运动的电子轨道半径不是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时轨道才有可能。即为分立的数值，是量子化的。
针对原子核式结构模型提出
rn=n2r1
r1=0.53×10-10m
1
2
3
一.玻尔原子理论的基本假设
假设1:轨道量子化假设
波尔指出，电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
且原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的.
En=E1/n2
E1=-13.6ev
假设2:能量量子化假设
E1＝-13.6ev
E2＝－3.40ev
E3=-1.51ev
能级：量子化的能量值
定态：原子中具有确定能量的稳定状态
——基态
能级图
几个基本概念
假设3:跃迁假设
针对原子光谱是线状谱提出
当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Ｅm-Ｅn称为频率条件，又称辐射条件。
假设3:跃迁假设(频率条件)
反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由频率条件决定。
氢原子的能级图：
－－－－－－－－－－－－－－－－－
１
２
３
４
５
-13.6
-3.4
-1.51
-0.85
-0.54
0 eV
n
E
∞
例1.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ ）
A.原子的能量增加，电子的动能减小
B.原子的能量增加，电子的动能增加
C.原子的能量减小，电子的动能减小
D.原子的能量减小，电子的动能增加
D
例2．已知氢原子的基态能量为－13.6 eV.当一群处于量子数n＝3的激发态的氢原子发生跃迁时，可能辐射的光子能量是( )
A.1.5 eV
B.12.09 eV
C.1.89 eV,12.09 eV
D.1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV
D
例3.(多选)右图为氢原子的部分能级图．关于氢原子能级的跃迁，下述正确的是( )
A．用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B．用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用能量为13.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
D．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
AD
例4. (多选)如图所示，表示汞原子可能的能级(不是全部)，一个自由电子的总能量为9.0 eV，与处于基态的汞原子的电子发生正碰（不计汞原子的动量变化），则自由电子可能剩余的能量(碰撞过程中无能量损失)( )
A.0.2 eV B.1.4 eV
C.1.3 eV D.4.1 eV
ACD
n=6
n=5
n=4
n=1
n=3
n=2
例题：求从n=3跃迁到n=2，辐射出光子的波长？
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J
所以， λ δ=hc/ Eδ
= 6.63×10-34×3.0×10-8 /3.03×10-19J
= 6.57 ×10-7(m)
二.玻尔理论对氢光谱的解释
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
（巴尔末系）
玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性．
在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律
??除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难．
三、玻尔模型的局限性
氦原子光谱
量子化条件的引进没有适当的理论解释。
汤姆孙发现电子
汤姆孙的西瓜模型
α粒子散射实验
卢瑟福的核式结构模型
原子不可割
汤姆孙的西瓜模型
原子稳定性事实
氢光谱实验
卢瑟福的核式结构模型
?
玻尔模型
复杂（氦）原子光谱
量子力学理论
玻尔模型
拓展与提高
怎样修改玻尔模型？
思想：必须彻底放弃经典概念？
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
原子结构的认识史
课堂小结
玻尔原子模型
1.轨道量子化假设
2.能量量子化假设
3.跃迁假设
hν＝Ｅm -Ｅn
1、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ）
A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量
B、原子中，虽然核外电子不断做变加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子
D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
课堂训练
2.有一群处于量子数为n＝4的激发态中的氢原子，在它们跃迁的过程中发出的光谱线共有( )
A．3条 B．4条
C．5条 D．6条
3.有一个处于量子数n=4的激发态中的氢原子，在它向低能态跃迁时，最多可能发出______个频率的光子。
4.光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、γ6六种光谱线，且γ1＜γ2＜γ3＜γ4＜γ5＜γ6，则E等于( )
A.hγ1 B.hγ6 C.h（γ6-γ1）
D.h（γ1+γ2+γ3+γ4+γ5+γ6）
5、(多选)对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ）
A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设
B、认同经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点
C、建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
6、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
1.C 2.D 3.3 4.A 5. ACD 6.C
参考答案