高中物理 第二章 原子結(jié)構(gòu) 第4節(jié) 玻爾的原子模型 能級課件 教科選修3-5

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1、判天地之美，析萬物之理判天地之美，析萬物之理4 4玻爾的原子模型 能級1905年愛因斯坦為了解釋光電效應的實驗年愛因斯坦為了解釋光電效應的實驗規(guī)律提出了光量子假說，認為光子的能量規(guī)律提出了光量子假說，認為光子的能量也是不連續(xù)的。也是不連續(xù)的。1885年巴爾末分析了可見光區(qū)的四條譜線，年巴爾末分析了可見光區(qū)的四條譜線，說明了原子光譜波長的分立特性。說明了原子光譜波長的分立特性。1900年普朗克提出了能量量子化的概念，年普朗克提出了能量量子化的概念，認為電磁波的能量不是連續(xù)變化的，而是認為電磁波的能量不是連續(xù)變化的，而是只能取一些分立的值。只能取一些分立的值。玻爾對原子結(jié)構(gòu)的研究玻爾對原子結(jié)構(gòu)的研

2、究活動一玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論 活動二問題一：什么是定態(tài)？問題一：什么是定態(tài)？原子只能處于一系列不連續(xù)的能量原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的）（本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的）問題二：什么是能級？什么是量子數(shù)問題二：什么是能級？什么是量子數(shù) 原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的能量狀形軌道繞核運動相對應。原子的能量狀態(tài)是不

3、連續(xù)的，因此電子的可能軌道的態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是定態(tài)假設（針對原子核式模型提出，是定態(tài)假設的補充）的補充）問題三：原子何時會輻射或者吸收光子問題三：原子何時會輻射或者吸收光子（產(chǎn)生線狀譜或吸收光譜）（產(chǎn)生線狀譜或吸收光譜）原子從一種定態(tài)（設能量為原子從一種定態(tài)（設能量為En）躍遷到）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為另一種定態(tài)（設能量為Em）時，它輻）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即hr=Em-En（h為普朗克恒量）為普

4、朗克恒量）（本假設針對線狀譜提出）（本假設針對線狀譜提出）活動一用玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論解釋氫光譜用玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論解釋氫光譜 活動三問題：在氫原子輻射的可見光區(qū)域，四問題：在氫原子輻射的可見光區(qū)域，四條譜線各是如何躍遷產(chǎn)生的？條譜線各是如何躍遷產(chǎn)生的？12rnrn121EnEn12rnrn121EnEn【例題例題】按照玻爾原子理論，下列表述正確的是】按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A核外電子運動軌道半徑可取任意值核外電子運動軌道半徑可取任意值B氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量越大氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量越大C電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量電子躍遷時，

5、輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即差決定，即h|EmEn|D氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量也可能吸收能量答案答案BC經(jīng)典理論與量子化條件的混合物，還有許經(jīng)典理論與量子化條件的混合物，還有許多的問題多的問題好模型的條件（好模型的條件（1）概括性（）概括性（2）簡單性）簡單性（3）與實驗的一致性）與實驗的一致性對量子力學建立的意義對量子力學建立的意義玻爾原子結(jié)構(gòu)理論的意義玻爾原子結(jié)構(gòu)理論的意義 活動三氫原子輻射光子的定量計算氫原子輻射光子的定量計算 活動四例題：用例題：用13.0eV的電子轟擊基態(tài)的氫原子。的電子轟

6、擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達到的最高能態(tài)；試確定氫原子所能達到的最高能態(tài)；(2)氫氫原子由上述最高能態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子原子由上述最高能態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子可能的波長為多少？可能的波長為多少？(3)欲使處于基態(tài)的氫原欲使處于基態(tài)的氫原子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？解：（解：（1）eVEEn6.00.13121nEEn7.46.06.131nEEnn=4（2）可能的躍遷）可能的躍遷n=1n=2n=4n=3eVnEE85.046.13221442)(102.61063.61060.1)4.3(85.014341924HzhEEmc610

7、8.432)(106.41063.61060.1)4.3(5.114341923HzhEEmc7105.6（3 3）氫原子電離能氫原子電離能eVEEE6.13)6.13(01電離所以至少要所以至少要13.6eV13.6eV能量的電子能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜練：氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一練：氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一個軌道時，可能發(fā)生的情況是個軌道時，可能發(fā)生的情況是()A A放出光子，電子動能減小，原子電勢能增大放出光子，電子動能減小，原子電勢能增大B B放出光子，電子動能增大，原子電勢能減小放出光子，電子動能增大，原子電勢能減小C C吸收光子，電子動能減小，原子電勢能增大吸收光子，電子動能減小，原子電勢能增大D D吸收光子，電子動能增大，原子電勢能減小吸收光子，電子動能增大，原子電勢能減小【2015海南海南-17】17.模塊3-5試題（1）氫原子基態(tài)的能量-13.6 eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為-0.96 eV，頻率最小的光子的能量為 eV（保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有 種不同的頻率。【答案】10 eV,10