人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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人教版高中物理玻尔的原子模型(26页)最新PPT课件
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．
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；
2、不同的轨道对应着不同的状态， 在这些状态中，尽管电子在做变 速运动，却不辐射能量，因此这 些状态是稳定的；
3、原子在不同的状态之中具有不
径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分
别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道 上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。
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。
X射线照射激发 荧光，通过分析荧 光判断越王勾践宝 剑的成分．
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“轨 道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
Байду номын сангаас
除了氢原子光谱外，在解决 其他问题上遇到了很大的困难．
玻尔理论解决了原子的稳定性和 辐射的频率条件问题，把原子结构的 理论向前推进了一步 ．
原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．
原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．
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：
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；
2、不同的轨道对应着不同的状态， 在这些状态中，尽管电子在做变 速运动，却不辐射能量，因此这 些状态是稳定的；
3、原子在不同的状态之中具有不
径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分
别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道 上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。
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。
X射线照射激发 荧光，通过分析荧 光判断越王勾践宝 剑的成分．
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“轨 道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
Байду номын сангаас
除了氢原子光谱外，在解决 其他问题上遇到了很大的困难．
玻尔理论解决了原子的稳定性和 辐射的频率条件问题，把原子结构的 理论向前推进了一步 ．
原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．
原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．
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：
人教版物理选修—玻尔的原子模型-ppt精品课件
多学一点： 2、使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子 (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能 级的能量差，否则不被吸收。
(2)原子还可吸收实物粒子(如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒 子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于两能级 的能量差值，就可使原子发生能级跃迁。
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。
1、玻尔理论提出的历史背景是怎样的？ 2、玻尔理论要解决什么问题？ 3、玻尔理论是怎样解决所面对的问题的？ 4、玻尔理论的成功和局限分别有哪些？
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： 人教版物理选修3—518.4玻尔的原子模型(共24张PPT)
人教版 物理 选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
更组电 基成子 本部是 的分原 单，子 元是的
人教版 物理 选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
本章知识结构：
人教版 物理 选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
•
1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量 的增长 会受密 度制约
(2)原子还可吸收实物粒子(如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒 子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于两能级 的能量差值，就可使原子发生能级跃迁。
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。
1、玻尔理论提出的历史背景是怎样的？ 2、玻尔理论要解决什么问题？ 3、玻尔理论是怎样解决所面对的问题的？ 4、玻尔理论的成功和局限分别有哪些？
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： 人教版物理选修3—518.4玻尔的原子模型(共24张PPT)
人教版 物理 选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
更组电 基成子 本部是 的分原 单，子 元是的
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本章知识结构：
人教版 物理 选修3—5 18.4 玻尔的原子模型(共24张PPT)
•
1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量 的增长 会受密 度制约
选修3-5：18.4《玻尔的原子模型》PPT课件
由于电子轨道的变 化是连续的，辐射 电磁波的频率等于 绕核运动的频率, 连续变化,原子光 谱应该是连续光谱 原子光谱是不 连续的线状谱
气体导时发光的原理是什么？
2
氢 原 子 能 级
1 En 2 E1 n ( E1 13.6eV )
n 1,2,3
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢 原 子 的 能 级 图 （ 演 示 ）
E/eV n ∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５ ４ ３
激 发 态
２
巴 耳 末 系
帕 邢 系
布 喇 开 系
普 丰 德 系
注意夫兰克一赫兹实验 ①方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子 发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。
②实验的结果，表现在接收极电流随K—G间电压的 变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。 证明了汞原子能量量子化。该实 验卓越的设计思想和实验技巧， 以及它在建立原子量子学说方面 做出的贡献，受到人们的赞誉。
IA (uA)
c a O b o d
e
U1
U2
U3
U4
U5
U6
UG2K
夫兰克—赫兹管的IA～UG2K曲线
经 典 理 论 认 为 事 实
电子绕核运动将不断 向外辐射电磁波，电 子损失了能量，其轨 道半径不断缩小，最 终落在原子核上,而使 原子变得不稳定．
v e F
r
e
+
e
e
+
经 典 理 论 认 为 事 实
三、玻尔模型的局限性
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
人教版高中物理选修3-5课件-1波尔的原子模型(25张)-PPT优秀课件
行星运动的轨道半径是连续的 不同于电子的轨道是分立的。
但是，并非把这个图景缩小就可以看做原子核和 它周围电子的运动。在玻尔的理论中，电子的轨道半 径只可能是某些分立的数值。
例如，氢原子中电子轨道的最小半径是 0.053nm，不可能再小了:电子还可能在半径是 0.212nm，0.477nm…的轨道上运行，但是轨道半径 不可能是介于这些数值中间的某个值!
r n ＝ n 2 r 1 ( n ＝ 1, 2 , 3
)
r 1＝ 0.053nm r 2 ＝ 0.212nm
n叫量子数 n=1表示电子轨道1
分立轨道
②定态：原子中具有确定能量的稳定状态。
当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的 状态。玻尔指出，原子在不同的状态中具有不同的能 量，因此、原子的能量是量子化的。这些量子化的能 量值叫做能级。
1、轨道量子化与定态
①电子的轨道是量化的。
玻尔认为，原子中的电子在库仓引力的作用下， 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。
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)【PPT优秀课件】-精美版
二、波尔理论对氢光谱的解释 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)【PPT优秀课件】-精美版 波尔运用经典电磁学和经典李颉的理论，可以计算氢原
科学足迹 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)【PPT优秀课件】-精美版
弗兰克—赫兹实验
波尔理论的一个重要假设是原子能量的量子 化。光请测量发现了电磁波发射或吸收的分立特 征，从而证实了原子中分立的能级的存在。
玻尔原子模型人教物理选修3-5PPT
提示 不一定。氢原子从高能级向低能级跃迁时，所释放的 光子的能量一定等于能级差，氢原子所处的能级越高，跃迁 时能级差不一定越大，释放的光子能量也不一定越大。
选修3-5 ·人教版 物理
第十八章 原子结构
二、玻尔理论对氢光谱的解释 1．解释巴耳末公式 按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的 能量为hν＝Em－En；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的 定态轨道 的量子数n和2。并且理论 上的计算和实验测量的 里德伯常量 符合得很好，同样，玻 尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
选修3-5 ·人教版 物理
第十八章 原子结构 特别提醒 (1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的
原子是不稳定的。 (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，
原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小。
选修3-5 ·人教版 物理
第十八章 原子结构
【例1】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有 ()
动。
(2)电子绕核运动的轨道是 量子化 的。 (3)电子在这些轨道上绕核的转动是 稳定 电磁辐射 。
的，不产生
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第十八章 原子结构
2．定态：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的 状态中，具有不同的能量，即原子的能量是 量子化 的，这 些量子化的能量值叫做 能级 。原子中这些具有确定能量的 稳定状态，称为 定态 。能量最低的状态叫做 基态 ，其他的 能量状态叫做 激发态 。
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第十八章 原子结构
2．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 两能级差 ，由于原子的能级是 分立 的，所以放出的光 子的能量也是 分立 的，因此原子的发射光谱只有一些分立 的亮线。
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第十八章 原子结构
二、玻尔理论对氢光谱的解释 1．解释巴耳末公式 按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的 能量为hν＝Em－En；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的 定态轨道 的量子数n和2。并且理论 上的计算和实验测量的 里德伯常量 符合得很好，同样，玻 尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
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第十八章 原子结构 特别提醒 (1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的
原子是不稳定的。 (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，
原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小。
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第十八章 原子结构
【例1】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有 ()
动。
(2)电子绕核运动的轨道是 量子化 的。 (3)电子在这些轨道上绕核的转动是 稳定 电磁辐射 。
的，不产生
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第十八章 原子结构
2．定态：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的 状态中，具有不同的能量，即原子的能量是 量子化 的，这 些量子化的能量值叫做 能级 。原子中这些具有确定能量的 稳定状态，称为 定态 。能量最低的状态叫做 基态 ，其他的 能量状态叫做 激发态 。
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第十八章 原子结构
2．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 两能级差 ，由于原子的能级是 分立 的，所以放出的光 子的能量也是 分立 的，因此原子的发射光谱只有一些分立 的亮线。
选修3-5精品课件：《玻尔的原子模型》(PPT课件可以编辑)
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
量子化条件的 引进没有适当 的理论解释。
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难．
拓展与提高
否定 建立
原子结构的认识史
汤姆孙的西 建 原子不可割 观 汤姆孙发现电子 瓜模型 怎样修改玻尔模型？ 立 察 出现矛盾 科 思想：必须彻底放弃经典概念？ 与 学 实 否定 汤姆孙的西 卢瑟福的核 建立 关键：用电子云概念取代经典的轨道概念 α 粒子散射实验 模 瓜模型 式结构模型 验 型 出现矛盾 所 提 获 出 原子稳定性事实 卢瑟福的核 建立 得 否定 玻尔模型 式结构模型 科 氢光谱实验 的 学 出现矛盾 假 事 否定 量子力学 建立 电子在某处单位体积内出现的概率 玻尔模型 ——电子云 复杂（氦）原子 说 理论 实 光谱
?
学以致用
[例1]
学以致用
练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是 （ ACD ）
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、对经典电磁理论中关于“做加速运动的 电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C、用能量转化与守恒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
由于电子轨道的变 化是连续的，辐射 电磁波的频率等于 绕核运动的频率, 连续变化,原子光 谱应该是连续光谱 原子光谱是不 连续的线状谱
3.3量子论视野下的 原子模型
回顾科学家对原子结构的认识史
否定 建立 汤姆孙的西 瓜模型 出现矛盾
汤姆孙发现电子
原子不可割
α 粒子散射实验
人教版高中物理选修3-518.4《玻尔的原子模型》课件
频率变化 辐射电磁波频率连续变化
事实上：原子是稳定的，原子光谱是线状谱。
经典理论 的困难
否定
卢瑟福核式 结构模型
建立
？
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
——针对原子的核式结构模型
数值且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的（电子的 轨道是量子化的），不产生电磁辐射。
回顾科学家对原子结构的探究过程
汤姆孙 发现电子
否定
原子不可 分割
出现矛盾
建立
汤姆孙的 西瓜模型
不能解释
否定
汤姆孙的 西瓜模型
建立
α 粒子散射实验
卢瑟福的核 式结构模型
卢瑟福模型的困难： 无法解释原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征。
核外电子绕核运动
辐射电磁波
能量减少， 轨道连续变小 原子不稳定
频率等于绕核运行的频率
结论:
1.当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、 原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。
2.当n增大即轨道半径增大时。库仑力做负功，电子动能减小、 原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。
课堂演练3
根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大( ACD ) A．电子的轨道半径越大 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
玻尔 ——针对原子光谱是线状谱提出 注：当电子吸收光子时会从较低能量态跃迁 到较高的能量态，吸收的光子同样由频率条 件决定。（吸收光谱）
玻尔理论对氢光谱的解释
n
量子数
E /eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
n∞：电子脱 ∞ 离核束缚
人教版高二物理选修玻尔原子模型(共18张PPT)
轨３道、半 跃谓径迁最假玻小设（(离尔频核率最理条近件)论）：中的电子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的 地方。
第13页，共18页。
18.4 玻尔的原子模型
一、玻尔原子结构模型
1、轨道假设（轨道量子化假设）:
２、定态假设（能量量子化假设）: 基态
激发态
３、跃迁假设（频率条件）：
二、玻尔理论对氢光谱的解释
18.4玻尔的原子模型
第1页，共18页。
卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律
原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
核外电子绕核运动
辐射电磁波 电子轨道半径连续变小
原子不稳定
事实上：原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
原子光谱是线状谱
第3页，共18页。
一、玻尔原子结构模型 1、轨道假设（轨道量子化假设）:
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
概 ，我们可以想像在那里有一团“电子云”包 在这些 率大的地方 玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。
根据原子核式结构模型提出
围着原子核，这些电子云形成许多层，在不同层中运动的电子 ２、定态假设（能量量子化假设）:
结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出现的概率较小，电子频繁地出现在这些概率大的地方，我们可以想像在那里有一团“电
1、成功之处： 引入了“量子”的观念 成功解释了氢原子的线状光谱
2、局限之处：
对于外层电子较多元素的原子光 谱，其理论与事实相差很大
过多地引用了经典的物理理论
第13页，共18页。
18.4 玻尔的原子模型
一、玻尔原子结构模型
1、轨道假设（轨道量子化假设）:
２、定态假设（能量量子化假设）: 基态
激发态
３、跃迁假设（频率条件）：
二、玻尔理论对氢光谱的解释
18.4玻尔的原子模型
第1页，共18页。
卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律
原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
核外电子绕核运动
辐射电磁波 电子轨道半径连续变小
原子不稳定
事实上：原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
原子光谱是线状谱
第3页，共18页。
一、玻尔原子结构模型 1、轨道假设（轨道量子化假设）:
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
概 ，我们可以想像在那里有一团“电子云”包 在这些 率大的地方 玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。
根据原子核式结构模型提出
围着原子核，这些电子云形成许多层，在不同层中运动的电子 ２、定态假设（能量量子化假设）:
结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出现的概率较小，电子频繁地出现在这些概率大的地方，我们可以想像在那里有一团“电
1、成功之处： 引入了“量子”的观念 成功解释了氢原子的线状光谱
2、局限之处：
对于外层电子较多元素的原子光 谱，其理论与事实相差很大
过多地引用了经典的物理理论
人教版高中物理《玻尔的原子模型》优秀课件
能
级2
1
E/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
rn = n2r1
1 En = n2 E1
r1 0.053nm
(E1 = -13.6eV)
n = 1, 2, 3
第十三页，共24页。
对能级的理解：
2. 这里的电势能 Ep＜0，原因是规定了无限远处的电势能为零。
这样越是里面轨道电势能越少，负得越多。
光子的能量只有等于能级差
时，才能被吸收
1
-13.6
第十九页，共24页。
思考2：分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激 发态的氢原子，结果如何？
电离： hv E En
即： hv En
电离后电子剩余动能为：
Ek hv En hv En
注意：En为负值
n 量子数 ∞
5 4 3 2
➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态 能级图
5 4 3
量2 子 数
E５ E４ E３
激 发
态
E２
1
E１— 基态
3
2v
1
m
r
轨道图
第十页，共24页。
假说3：频率条件(跃迁假说)
针对原子光谱是 线状谱提出
Em
v
原子从Em能级跃迁到En 能级（ Em>En ）时，会放 出能量为hv的光子，其能
量由前后能级差决定：
第十一页，共24页。
h Em En
光子的发射和吸收
低 吸收光子
能
跃迁
级
高 能 级
辐射光子
h Em En
第十二页，共24页。
级2
1
E/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
rn = n2r1
1 En = n2 E1
r1 0.053nm
(E1 = -13.6eV)
n = 1, 2, 3
第十三页，共24页。
对能级的理解：
2. 这里的电势能 Ep＜0，原因是规定了无限远处的电势能为零。
这样越是里面轨道电势能越少，负得越多。
光子的能量只有等于能级差
时，才能被吸收
1
-13.6
第十九页，共24页。
思考2：分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激 发态的氢原子，结果如何？
电离： hv E En
即： hv En
电离后电子剩余动能为：
Ek hv En hv En
注意：En为负值
n 量子数 ∞
5 4 3 2
➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态 能级图
5 4 3
量2 子 数
E５ E４ E３
激 发
态
E２
1
E１— 基态
3
2v
1
m
r
轨道图
第十页，共24页。
假说3：频率条件(跃迁假说)
针对原子光谱是 线状谱提出
Em
v
原子从Em能级跃迁到En 能级（ Em>En ）时，会放 出能量为hv的光子，其能
量由前后能级差决定：
第十一页，共24页。
h Em En
光子的发射和吸收
低 吸收光子
能
跃迁
级
高 能 级
辐射光子
h Em En
第十二页，共24页。
人教版高中物理 选择性 必修第三册：氢原子光谱和玻尔的原子模型【精品课件】
它一定以一定的速度绕核转动。电子在做周期性运动,它产生的电磁场就
在周期性变化,而周期性变化的电磁场会激发电磁波,即电子不断把自己绕
核转动的能量以电磁波的形式辐射出去,因此电子绕核转动是不稳定的,电
子会失去能量,轨道半径逐渐变小,最后落在原子核上。但是事实不是这样,
原子是个很稳定的系统。
(2)无法解释原子光谱的分立特征
D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
答案 BC
解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸
收光谱,是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致,白炽
灯发出的是连续谱,选项A错误;月球本身不会发光,靠反射太阳光才能使我
们看到它,所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分,选项D错误;光谱分
谱
炽热的固体、液体和高
连续谱
连续分布,一切波长的光都有
压气体发光形成的光谱
炽热的白光通过温度比 用分光镜观察时,可见到连续光谱
吸收光谱 白光低的气体后,再色 背景上出现一些暗线(与特征谱线
散形成的光谱
相对应),可用于光谱分析
变式训练1(多选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱,光谱(
)
A.按光子的频率顺序排列
的含量达到10-13 kg 时就可以被检测到。
二、氢原子光谱的实验规律
1.实验发现,氢原子的光谱是线状谱。
2.巴耳末公式:氢原子的光谱在可见光区的四条谱线的波长满足
1
1
1
=R ( − )(n=3,4,5…)。
∞ 22 2
3.巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。
三、经典理论的困难
(3)电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的,不产生电磁辐射。
人教版物理选修3-5《玻尔的原子模型》ppt课件(68页)
(2)注意直接跃迁与间接跃迁
原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直
接跃迁,有时可能是间接跃迁.两种情况辐射(或吸收)光子的 频率不同.
(3)注意跃迁与电离 hν =Em-En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁 的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此
条件的限制,这是因为原子一旦电离，原子结构即被破坏，因
(2)原子的能量应根据能级公式分析. (3)结合能级高低判断是吸收还是放出光子 .
【标准解答】选B、D.由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨
道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定 频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原 子核之间的库仑力大了，故A、C错，B、D正确.
【规律方法】
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.
可见电子在可能的轨道上绕核运动时，r增大，则Ek减少，Ep 增大，E增大；反之，r减小，则Ek增大，Ep减少，E减少.与
卫星绕地球运行相似.
3.跃迁：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，
而不再遵守有关原子结构的理论.如基态氢原子的电离能为 13.6 eV，只要大于或等于13.6 eV光子都能被基态的氢原子
吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后
产生的自由电子的动能越大.至于实物粒子和原子碰撞的情况， 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 入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使 原子受激发而向较高能级跃迁.
(3)其能级公式： E n
E1 , 式中n称为量子数，对应不同的轨 2 n
人教版高中物理选修玻尔的原子模型课件
1 En = n2 E1 (E1 = -13.6eV)
人教版高中物理选修3-5第十八章18.4 玻尔的 原子模 型课件 (共24 张PPT)
1
-13.6 n = 1, 2, 3
氢原子的能级图
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
激 发
２
-3.4
经
电子绕核运动将不
典 断向外辐射电磁波，电
理 子损失了能量，其轨道
论 半径不断缩小，最终落
认 在原子核上,而使原子变
为 得不稳定．
事 实
e
v
F
r + e
e
e +
经
由于电子轨道的
典 变化是连续的，辐射
理 电磁波的频率等于绕
论 核运动的频率，连续
认 变化，原子光谱应该 为 是连续光谱
事
原子光谱是
实 不连续的线状谱
玻尔的原子模型
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， 把普朗克的量子理论运用到原子 系统上，提出了玻尔理论。
玻尔
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值。
•且电子在这些轨道上
人教版高中物理选修3-5第十八章18.4 玻尔的 原子模 型课件 (共24 张PPT)
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用经典理论和 量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半 径和对应的能量值（能级）．
n
氢∞ 原4 子3 能 级2
人教版高中物理选修3-5第十八章18.4 玻尔的 原子模 型课件 (共24 张PPT)
1
-13.6 n = 1, 2, 3
氢原子的能级图
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
激 发
２
-3.4
经
电子绕核运动将不
典 断向外辐射电磁波，电
理 子损失了能量，其轨道
论 半径不断缩小，最终落
认 在原子核上,而使原子变
为 得不稳定．
事 实
e
v
F
r + e
e
e +
经
由于电子轨道的
典 变化是连续的，辐射
理 电磁波的频率等于绕
论 核运动的频率，连续
认 变化，原子光谱应该 为 是连续光谱
事
原子光谱是
实 不连续的线状谱
玻尔的原子模型
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， 把普朗克的量子理论运用到原子 系统上，提出了玻尔理论。
玻尔
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值。
•且电子在这些轨道上
人教版高中物理选修3-5第十八章18.4 玻尔的 原子模 型课件 (共24 张PPT)
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用经典理论和 量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半 径和对应的能量值（能级）．
n
氢∞ 原4 子3 能 级2
高二物理【 玻尔的原子模型】课件(人教版选修3-5)
2
(3)若知道每条发光的能量或频率，可根据已知情况判定光线
所在区域.
【典例】(1)欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的 是( ) A.用12.09 eV的光子照射 B.用13 eV的光子照射 C.用14 eV的光子照射 D.用13 eV的电子碰撞
(2)欲使处于基态的氢原子电离，下列措施可行的是( ) A.用13.6 eV的光子照射 B.用15 eV的光子照射 C.用13.6 eV的电子碰撞 D.用15 eV的电子碰撞
2.能量量子化 (1)与轨道量子化对应的能量不连续的现象. (2)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释 放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态. 由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不 连续的，这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基 态，其他的状态叫做激发态.对氢原子，以无穷远处为势能零 点时，基态能量E1=-13.6 eV.
(3)其能级公式：
En
E1 n2
,
式中n称为量子数，对应不同的轨
道，n取值不同，基态取n=1,激发态n=2,3,4…；量子数n越
大，表示能级越高.
(4)En=Ekn+Epn.
氢原子中电子绕核运动时:
e2 k r2
m
v2 r
，故Ekn
1 2
mv
n
2
ke2 2rn
.
当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能
(2)选A、B、D.基态氢原子的电离能为13.6 eV，则13.6 eV 的光子被氢原子吸收刚好电离，同理，15 eV的光子和15 eV 的电子均可供氢原子电离.至于13.6 eV的电子，由于电子和 氢原子的质量不同，因此两者碰撞时电子不可能把13.6 eV 的能量全部传递给氢原子，因此用13.6 eV的电子碰撞氢原 子时，氢原子不能电离.通过以上分析可知选项A、B、D正确.
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氢原子光谱
因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
玻尔理论对氢光谱的解释
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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能量量子化（定态）
量 子 数
轨道图
能级图
量子数：按能级由低到高为1、2、3…n(n为 整数) 如：氢原子各能级可表示为
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激发态
其他的状态
—— 基态 能量最低的状 态 （ 离核最近）
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
玻尔的假设
了解轨道量子化与定态假设
了解频率条件假设
知道能量量子化、轨道量子化、能级、定态、基态、激 发态、跃迁等概念
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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波尔的原子结构假说
玻尔
轨道量子化
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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。 电子从低能级向高能级跃迁
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
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氢原子能级
那么，玻尔理论是如何 解释氢光谱的呢？
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
玻尔理论对氢光谱的解释
了解氢原子的能级图 能根据氢原子基态能级推导不同激发态能级 能利用玻尔理论解释氢原子光谱
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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能量量子化（定态） 2、能量量子化：针对原子的稳定性提出
当电子在不同的轨道上运动时，原子处于 不同的状态，具有不同的能量。 原子中这些具有特定能量的稳定状态，称 为定态。 玻尔指出，原子只能处在一系列不连续的能 量状态之中，这些状态中能量是稳定的。所 以原子的能量也量子化的。
人教版高中物理Βιβλιοθήκη 修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
跃迁假设（频率条件) 3、跃迁假说（频率条件）：针对原子光谱是线状谱提出
这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 称为频率条件，又称辐射条件
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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跃迁假设（频率条件)
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
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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玻尔从他的三条假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计 算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量。
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玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级
原子在始、末两个能
级和
间跃迁时发射光子的
频率可以由下式决定：
原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子 的能量等于前后两个能极差
由于原子的能级是分力的，所以放出的光 子的能量也是分立的
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建立 汤姆孙的枣糕模型
α粒子散射实验
否定
建立 卢瑟福的核式结构模型
完美？
但是与经典的电磁理论发生了矛盾
轨道上运动的电子带有电荷
运动中要辐射电磁波，损失能量
经典物理学观点下， 原子将发生“塌陷”
事实上，原 子是稳定的
轨道半径不断缩小 最终落在原子核上
另一方面
电子轨道连续变化
辐射电磁波的频率也会连续变化
事实上，辐射电磁 波的频率只是某些 不连续确定的值
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
玻尔
了解到卢瑟福的原子模型所遇到的困难， 他认为产生困难的原因不在于模型本身， 而在于经典理论。
在巴耳末简洁公式、普朗克关于黑体辐 射的量子论和爱因斯坦光子说的启发下， 玻尔大胆提出自己的原子结构假说
玻尔的原子模型
教学目标
知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容 了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概 念能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型 了解玻尔模型的不足之处及其原因
教学重点 玻尔原子理论的基本假设
教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
原子不可割 否定
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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。
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玻尔原子 理论的基 能量量子化 本假设
跃迁假说
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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轨道量子化
1、轨道量子化：针对原子核式结构模型提出
围绕原子核运动的电子轨道 半径只能是某些分立的数值， 即电子的轨道是量子化的。
分立轨道
电子在这些轨道上绕核的转动 是稳定的，不产生电磁辐 射。
对照人造卫星与地球 内层轨道时能量较低
人教版高中物理选修35 1玻尔的原子模型【优秀课件】
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能量量子化（定态）
基态：能量值最低、轨道半径最小的状态
激发态：除基态外的状态
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基态
电离：原子吸收能量使电子脱离原子束缚的 现象
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能量量子化（定态） 原子的能量：原子的能量值是核外电子绕原子核运动时的动能
与原子所具有的电势能的总和。原子的不同能量状态 能级：原子在各种定态时的能量值叫做能级 跟电子沿不同的圆形
轨道绕核运动相对应 电子处于内层轨道时能量较低还是外层轨道时原 子所具有的能量较低？