高中物理选修3-5 玻尔的原子模型 PPT

合集下载

《玻尔的原子模型》课件(新版选修3-5)

事实上，原子是稳定的，辐射电磁波的频率也只是某些确定的值．
人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱，不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线
1913年玻尔提出了自己的原子结构假说
1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这些现象叫做轨道量子化；
n 1,2,3
例题：用13.0eV的电子轰击基态的氢原子。(1)试确定氢原子所能达到的最高能态；(2)氢原子由上述最高能态跃迁到基态发出的光子可能的波长为多少？(3)欲使处于基态的氢原子电离至少用多大能量的电子轰击氢原子？解：（1） E n＝E1 13.0 0.6eV
E1 En 2 n
（2）可能的跃迁
n
E1 13.6 4.7 En 0.6
n=4
n=4
E1 13.6 E 4 2 2 0.85eV n 4
n=3 n=2
n=1
4－ 2

E4 E2 h 6.2 1014 ( Hz )
0.85 (3.4) 1.60 10 19
玻尔的原子模型
19世纪末20世纪初，人类叩开了微观世界的大门，物理学家根据研究提出了关于原子结构的各种模型，卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释实验现象，得到了多数人的支持，但是与经典的电磁理论发生了矛盾．
著名的粒子散射实验
按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上．由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率也会连续变化．
光子的发射和吸收
原子在始、末两个能级Em和En （ Em>En ）间跃迁时发射光子的频率可以由下式决定：

2019年人教版高中物理选修3-5课件：18.4 玻尔的原子模型(共30张ppt)

答案
②基态原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. ③激发态较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．
1 氢原子各能级的关系为：En＝ n2E1 .(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…)
答案
(3)能级跃迁与光子的发射和吸收原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即：高能级 Em发吸射收光光子子hhνν＝＝EEmm－－EEnn低能级 En.
答案
知识梳理
玻尔原子模型的三点假设 (1)轨道量子化 ①轨道半径只能够是某些分立的数值． ②氢原子的电子最小轨道半径r1＝0.053 nm，其余轨道半径满足rn＝
n2r1 ，n为量子数，n＝ 1,2,3，… . (2)能量量子化 ①不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．
B.10种
C.4种
D.1种
图3
解析基态的氢原子的能级值为－13.6 eV，吸收13.06 eV的能量后变成
－0.54 eV，原子跃迁到n＝5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子
种类是＝
nn－1 5×5－1 2＝ 2
10种.
总结提升
解析答案
三、氢原子跃迁过程中的能量问题
例4 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 (D) A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大

高二下学期物理人教版选修3-5第十八章第四节玻尔的原子模型课件

2．实际上，原子中的电子的坐标没有确定的值。因此，我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电子的运动看做一个具有确定坐标的质点的轨道运动。
3．当原子处于不同状态时电子在各处出现的概率是不一样的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，可以形象地把它称做电子云，如图所示，是氢原子处于n=1的状态时的电子云示意图和氢原子处于n=2的状态时的电子云示意图
3.关于玻尔的氢原子模型，下列说法正确的是（ B ） A.按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动时向外辐射电磁波
B.电子只有吸收能量等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁到高能级
C.一群电子从能量较高的定态轨道跃迁到基态时，只能放出一种频率的光子
D.玻尔的氢原子模型彻底解决了卢瑟福原子结构模型的缺陷，原子结构从此不再神秘
7.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温
仪捕捉，最少应给处于n=2激发态的
氢原子提供的能量为（ C ）
（2）一个处于基态且动能为Ek0的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃
迁到激发态，则Ek0至少为多少？
解：（2）设氢原子质量为m，初速度为v0，氢原子相互作用后速度分别为v1和v2，相互作用过程中机械能减小量为ΔE
由动量守恒定律得： mv 0 mv1 mv2
A.10.20eV
B.2.89eV
C.2.55eV
D.1.89eV

高中物理选修3-5 18.4《波尔的原子模型》38张ppt

rn n2r1
氢原子中电子轨道的最小半径
r1 0.053nm
一、玻尔原子理论的基本假设
2、能级假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同状态,具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。
这些量子化的能量值叫能级；原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态。
能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。
在实验中，逐渐增加VG2K，由电流计读出板极电流IA，得到如下图所示的变化曲线.
实验原理：
V
灯丝
改进的夫兰克-赫
兹管的基本结构见右图。
电子由阴极K发出，阴极K和第一栅极G1之间
电子
的加速电压VG1K及与第汞原子二栅极G2之间的加速电压VG2K使电子加速。在板极A和第二栅极G2之间可设置减速电压VG2A。
K
VG1K
G1
VG2K
G2
A μA
VG2A
夫兰克—赫兹管结构图
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
4、根据玻尔理论，氢原子中，量子数n越大，则下列说法中正确的是（ ACD ） A、电子轨道半径越大 B、核外电子的速率越大
C、氢原子能级的能量越大 D、核外电子的电势能越大
5、如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量
能
量：
1 En n2 E1
轨道半径： rn n2r1 （n=1,2,3……)
式中r1 =0.53×10-10m 、E1=-13.6ev
频率条件 h Em En
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6

《玻尔的原子模型》课件1(10张PPT)(鲁科版选修3-5)

gkxx精品课件
氢原子的光谱图
可见光区
特点 1.几种特定频率的光 2.光谱是分立的亮线
gkxx精品课件
原子光谱
每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子光谱均不同
gkxx精品课件
gkxx精品课件
n= n=5

E h

2.461015 HZ
n=4 n=3
c 1.22107 m
n=2

E4= -0.85ev E3= -1.5
E1= -13.6ev
2、当氢原子从n=3的能级跃到n=1的能级时,能辐射出多少种的光子，它们的频率gkx是x精多品课少件
E2
的这些轨道才是可能的gk。xx精品课件
二、氢原子的能级结构：
1、能级：原子只能处于一系列不连续的能量状态。在每个状态中，原子的能量值是确定，各个确定的能量值叫做能级。
2、基级：原子尽可能处于最低能级，这时原子的状态叫基态，较高能级所对应的状态叫激发态。电子从高能级跃迁到低能级时，原子会辐射能量，而电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收能量，辐射（或吸收）能量
一、玻尔的原子结构模型：
1、原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做变速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。电子绕原子核做圆周运动，只能处在一些分立的轨道上，它只能在这些轨道上绕核转动而不产生电磁辐射。
2、原子从一种定态跃迁到另一定态时，吸收（或辐射）一定频率
第3节玻尔的原子模型
gkxx精品课件
问题
按卢瑟福原子结构模型：电子在原子核外绕原子核做圆周运动，你会发现什么问题？
n=1
n=2

人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)

光子的发射和吸收
原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是
辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。
（电子克服库仑引力做功，
吸收光子
电势能增大，原子的能量增
基
加）
态
跃迁
激发
辐射光子
（电子所受库仑力做正功，
态
电势能减小，原子的能量减
少）
原子若是吸收光子的能量而被激
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的。气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。
这就是气体导电时发光的机理
玻尔理论解释不同元素的谱线有不同的素的谱线有不同特征呢？
电子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引力做功，增大电势能，原子的能量增加，要吸收能量
电子跃迁模拟动画
跃迁假设（频率条件)
跃迁：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程称为跃迁。
电子从高能级向低能级跃迁
电子也可以从激发态向基态跃迁，电子所受库仑力做正功，减小电势能，原子的能量减少，要辐射出能量，这一能量以光子的形式放出。
粒子轰击使电子电离原子若是吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发
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（
）
就可使原子发生能级跃迁
玻尔
玻尔理论的成功
玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，比较完满地解释了氢原子光谱，
他所提出的定态和跃迁这两个概念，解决了原子的稳定性及原子发射和吸收电磁辐射之谜，对量子论的建立有着深远影响

高中物理选修35课件：第十八章第四节玻尔的原子模型 (共15张PPT)

2、同时，按照经典电磁理论，电子绕核运行时辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱。
以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。
1、原来，电子没有被库仑力吸引到核上，它一定是以很大的速度绕核运动，就象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论，绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量要逐渐减少。随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就像绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力不断损失能量后要落到地面上一样。这样看来，原子应当是不稳定的，然而实际上并不是这样。
二、玻尔理论的主要内容：
1、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。
2、原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h v= E初－E终.
n 四、氢原子的能级图： E
∞ －－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
２
-3.4
１
-13.6
五、能级：
1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。
2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫基态。

人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)

优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt 下载人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
五、玻尔理论的成功与局限性：优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版物理选修3—5 18.4玻尔的原子模型(共24张PPT)
1.玻尔理论的成功之处:玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域, 提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律。轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的原子理论之所以成功的根本原因 2.玻尔理论的局限性:对更复杂的原子发光,玻尔理论却无法解释,它过多地保留了经典粒子的概念。把电子运动看成是经典力学描述下的轨道运动。 3.电子云:根据量子观念,核外电子的运动服从统计规律,而没有固定的轨道,我们只能知道它们在核外某处出现的概率大小,画出来的图像就像云雾一样,稠密的地方就是电子出现概率大的地方,把它形象地称作电子云。
优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt 下载人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
人教版选修3-5
第十八章原子结构
第四节玻尔的原子模型
优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt 下载人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
大
2、定态假设：
假
设
：
3、频率条件：
优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt 下载人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt 下载人教版物理选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
三、玻尔的原子理论之轨道量子化假设：

人教版高中物理选修3-5课件： 18.4 波尔的原子模型 (共25张PPT)

3、如果大量氢原子处在n＝3的能级，会辐射出几种频率的光?其中波长最短的光是在哪两个能之间跃迁时发出的?
解：能辐射3种频率的光。波长最短的光是从n=3的能级跃迁到
n=1的能级时发出的光。
4、包含各种波长的复合光，被原子吸收了某些波长的光子后，连续谱中这些波长的位置上便出现了谱线，这样的光谱做吸收光谱。请用玻尔理论释:为什么各种原子吸收光谱中的每一条谱线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应?
1、轨道量子化与定态
①电子的轨道是量化的。
玻尔认为，原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律。但不同的是，电子运行轨道的半径不是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。也就是说，电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
解：各种波长的复色光通过物质时，原子吸收了跟他的原子谱线波长相同那些光子，使连续的复色光谱背景上出现了谱线，由于原子只能吸收能量大小满足两个能量之差hv=E2-E1的光子，从低态跃迁到高态，在复色光谱中形成一条暗线，这条暗线刚好与E2跃迁到E1发出的光子的明线相对应。因此各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子线状谱中的一条亮线对应。
德拜
朗梅尔
艾
皮亨伦
卡利费德奥斯
特特
赫尔岑
顿德尔
薛定谔
康
普
顿
库德森
布拉格
居
克莱默斯
狄拉克
普朗克
里夫人
洛仑兹
爱因斯坦
维
夏
菲尔特
泡利
海
森伯
福勒

人教版物理选修-玻尔的原子模型-ppt精品课件

E/eV
0 -0.54 -0.85 -1.51
-3.4
1
人教版物理选修3-5 18.4 玻尔的原子模型(共28张PPT)【PPT优秀课件】 -精美版
赖曼系
-13.6
20
人教版物理选修3-5 18.4 玻尔的原子模型(共28张PPT)【PPT优秀课件】 -精美版
思考与讨论：
1. 根据氢原子能级取值量子化，如何解释原子的光谱是分立的线状谱？
7.先用低倍镜找到叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致致。
8.内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。高尔基体又以 “出芽 ”方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。
hc
1 n2
2π2e4k 2me h2
1 ( 22
2π2e4k h2
2me
)
1 2π2e4k 2me ( 1 1 )
h3c
22 n2
17
人教版物理选修3-5 18.4 玻尔的原子模型(共28张PPT)【PPT优秀课件】 -精美版
1
1 R( 22
1 n2 )
1 2π2e4k 2me ( 1 1 )
4
原子光谱对玻尔创立原子结构具有重要作用，然而最初玻尔没有意识到这一点.
玻尔曾这样说道： “人们总以为[光谱是]神奇的，但在那儿不可能取得进步.这就彷佛你有蝴蝶的翅膀，那么其色彩等等当然是非常有规律的，但是没有人想到能从蝴蝶翅膀的颜色推出生物学的基础”