17-7,8 玻尔理论
2.3 原子结构的模型
阴阳离子共同 构成物质
阴、阳离子
所带电 性情况
不显电性
不显电性
显电性
联
分子可以破裂成原子，原子重新组合成分子，原子
系
得失电子形成离子
在原子得失电子形成离子的过程中，质子数、 中子数、核电荷数和核外电子数中哪些发生了 改变？哪些没有？
质子数、中子数、 核电荷数没有发生 改变，核外电子数 发生了改变。
修正和完善了汤姆生的原子模型
玻尔的分层理论
电子只能在特定的轨道上运动
丹麦科学家玻尔
完善了卢瑟福的原子模型
道尔顿 实心球模型
汤姆生 枣糕或西瓜模型
卢瑟福 核式结构模型
玻尔 分层模型
从原子模型的建立过程看，一个模型 的建立需要经历怎样的过程？
建立模型需要不断地完善和修正，才能 使它更加接近事物的本质。 （说明：现在原子模型还在不断修正， 比玻尔的模型又有了很大的改进。）
下图中代表离子的是( D )
(说明：圆圈内数字代表质子数，“＋”表 示原子核所带的电荷，黑点代表核外电子)
（1）A原子核中有_8__个质子， _8__个中子。 （2）B原子核中有 _8__个质子，__9_个中子。 （3）C原子核中有_8__个质子，_1__0_个中子。
具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子总称为元素
20
核外电子数 1 2 6 7 8 13 16
17
读表：从下表中你能获得哪些规律？
针对原子 ✓ 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数
✓ 质子数与中子数没有必然的联系
✓ 有的原子没有中子（如氢原子）
为什么说原子的质量集中在原子核上？ 为什么原子呈电中性？
质子 带正电 1.6726×10-27kg
原子物理论文(玻尔模型)
原子物理课程论文（设计）过程管理手册（2012 ）级论文（设计）题目：玻尔模型学院：物理科学与技术学院专业：科学教育学号： ************ *名：***指导老师姓名及职称：魏代会教授玻尔模型专业：科学教育 学号：201210800091 姓名：项利安 指导老师：魏代会 摘要 原子是物质结构的微小单元，那么原子内部的结构是怎样的呢？从古至今这一直都是困扰着人类的问题。
从道尔顿的实心球模型到汤姆孙的葡萄干面包模型然后到卢瑟福的核式结构模型再到玻尔的氢原子模型最后到现在的电子云模型。
人类对原子内部结构的探索在不断地深入。
而玻尔模型的提出在原子结构研究方面具有重要的意义，在对物质结构的认识史和物理学发展史上是一个重大的成果。
本文从玻尔模型的提出简史、玻尔理论的主要内容、玻尔模型的实验验证三个方面对玻尔模型进行解释。
关键词 玻尔模型，量子化，玻尔理论引言玻尔模型如图1是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。
玻尔在卢瑟福模型的基础上，提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，很好地解释了氢原子光谱，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。
玻尔理论能准确的推出巴耳末公式，并能纯粹从理论上算出里德伯常数，与实验值非常符合。
玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展，对原子物理学产生了深远的影响。
玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。
他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心。
1 玻尔模型的提出简史玻尔模型是建立在物理学三个方面进展的基础上提出的，它们分别是：以黑体辐射的事实发展出来的量子论、以实验为基础的原子核式结构模型、光谱的实验资料和经验规律。
1.1 黑体辐射——量子假说黑体是科学家们假设出的，自然界并不存在的一种物质。
这种物质对什么光都吸收而无反射。
由于冶金学和天文学的需要，大大推动了对热辐射的研究。
而黑体可以撇开材料的具体性质来研究热辐射本身的规律，在热辐射中占据十分重要的地位，从而科学家对黑体辐射的研究渐渐深入。
量子力学最全名词解释及知识点整理
是三重简并的，对应于这些能级的态称为三重态（ | 1,1⟩, | 1, − 1⟩, | 1,0⟩）
29. 正氦与仲氦p206
处于三重态的氦称为正氦，处于单态的氦称为仲氦，或者说基态的氦是仲氦
一些结论
1. 谐振子能量本征函数及其性质


为动量，λ为波⻓。
4. 态叠加原理（Superposition principle）：p17
对 于 一 般 的 情 况 ， 如 果 ψ1 和 ψ2 是 体 系 的 可 能 状 态 ， 那 么 它 们 的 线 性 叠 加
ψ = c1ψ1 + c2ψ2也是这个体系的一个可能状态，其中c1和c2为复常数。
20. 偶极跃迁、偶极近似（Electric Dipole Approximation）： p146
由于电磁波中电场对电子能量的影响远大于磁场，忽略光波中的磁场作用和原子的尺
寸，把电场近似地用Ex = E0 cos ωt（沿z轴传播的平面单色偏振光的电场）表示后得到的
结果，这样讨论的跃迁称为偶极跃迁，这种近似叫做偶极近似。
22. 简单塞曼效应、复杂塞曼效应（Zeeman e ect）：p181
在外磁场较强的情况下，没有外磁场时的一条谱线在外磁场中将分裂为三条，这就是 简单塞曼效应。
在外磁场较弱时，电子自旋与轨道相互作用不能够忽略，光谱线分裂成偶数条，这称 为复杂塞曼效应。
23. 好量子数：p187
守恒量的特点：测量值的几率分布不随时间变化，守恒量的量子数称为好量子数。
•
谐振子能量的本征函数为：ψn(x)
=
Nne−
1 2
α2 x2Hn(α
玻尔的氢原子理论
玻尔的氢原⼦理论§4. 玻尔的氢原⼦理论⼀玻尔(1885-1962)丹麦物理学家尼尔斯·玻尔，⽣于丹麦哥本哈根的⼀个富裕知识分⼦家庭，⽗亲是哥本哈根⼤学⽣理学教授。
1903年进⼊哥本哈根⼤学数学和⾃然科学系，⼤学⼆年级时他热中于研究⽔的表⾯张⼒问题，并在丹麦皇家科学院的有奖征⽂中容获⾦质奖章，1909年获硕⼠学位，1911年以论⽂《⾦属电⼦论的研究》获博⼠学位。
1911年9⽉，他到英国剑桥卡⽂迪什实验室进修，据说他第⼀次与导师J.J.汤姆孙见⾯时，就把他论⽂中批评汤姆孙的段落当⾯指出，使导师很不⾼兴，因⽽给以冷遇。
1912年3⽉转到了曼彻斯特随卢瑟福⼯作，这成了他⼀⽣的重要转折点。
玻尔在卢瑟福实验室⼯作期间（约4个⽉），正值卢瑟福发表有核原⼦理论，并组织对这⼀理论进⾏检验。
玻尔参加了α粒⼦散射实验⼯作，因此清楚这⼀理论所⾯临的困难。
但玻尔坚信卢瑟福有核原⼦模型的正确性，认为“只有量⼦假说是摆脱困难的唯⼀出路”。
1913年提出著名的玻尔原⼦理论。
1916年任哥本哈根⼤学教授，1921年起⼀直领导着该校为他建⽴的理论物理研究所，直到去世。
玻尔于1916年、1927年分别提出对应原理和互补原理，1936年提出原⼦核的液滴核模型，1939年创⽴核裂变理论，预⾔铀的⾃⾝裂变。
曾参加第⼀颗原⼦弹的制造。
1922年因对原⼦结构和原⼦辐射的研究⽽获得诺贝尔物理学奖。
⼆玻尔的氢原⼦理论1．汉森的拜访1912年7⽉回到哥本哈根，1913年初，玻尔的好友、光谱学家汉森(H.M.Hansen)在拜访玻尔时问到原⼦结构和光谱学中的谱线有什么关系？并向玻尔详细介绍了巴尔末的发现，以及谁也⽆法对巴尔末公式作出解释。
2．斯塔克的启⽰1913年2⽉玻尔注意到德国物理学家斯塔克(J.Stark)在《原⼦动⼒学原理》⼀书中的⼀段话：“⼀个光谱的全部谱线是由单独⼀个电⼦造成的，是在这个电⼦从⼀个（⼏乎）完全分离的状态逐次向势能最⼩的状态跃迁过程中辐射出来的。
2023年高中物理学史归纳
高考物理学史总结1、伽利略（1）通过理想试验推翻了亚里士多德“力是维持运动旳原因”旳观点（2）推翻了亚里士多德“重旳物体比轻物体下落得快”旳观点2、开普勒：提出开普勒行星运动三定律；3、牛顿（1）提出了三条运动定律。
（2）发现表万有引力定律；4、卡文迪许：运用扭秤装置比较精确地测出了引力常量5、爱因斯坦（1）提出旳狭义相对论（经典力学不合用于微观粒子和高速运动物体。
）（2）提出光子说，成功地解释了光电效应规律。
（3）提出质能方程E=mC2，为核能运用提出理论基础6、库仑：运用扭秤试验发现了电荷之间旳互相作用规律——库仑定律。
7、焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应旳规律，称为焦耳——楞次定律。
8、奥斯特电流可以使周围旳磁针偏转旳效应，称为电流旳磁效应。
9、安培：研究了电流在磁场中受力旳规律10、洛仑兹：提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）旳观点。
11、法拉第（1）发现了由磁场产生电流旳条件和规律——电磁感应现象；（2）提出电荷周围有电场，提出可用电场描述电场12、楞次：确定感应电流方向旳定律。
13、亨利：发现自感现象。
14、麦克斯韦：预言了电磁波旳存在，指出光是一种电磁波，为光旳电磁理论奠定了基础。
15、赫兹：（1）用试验证明了电磁波旳存在并测定了电磁波旳传播速度等于光速。
（2）证明了电磁理旳存在。
16、普朗克提出“能量量子假说”——解释物体热辐射（黑体辐射）规律电磁波旳发射和吸取不是持续旳，而是一份一份旳17玻尔：提出了原子构造假说，成功地解释和预言了氢原子旳辐射电磁波谱。
18、德布罗意：预言了实物粒子旳波动性；19、汤姆生运用阴极射线管发现了电子，阐明原子可分，有复杂内部构造，并提出原子旳枣糕模型（葡萄干布丁模型）。
20、卢瑟福进行了α粒子散射试验，并提出了原子旳核式构造模型。
由试验成果估计原子核直径数量级为10-15 m。
21、卢瑟福：用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核旳人工转变，并发现了质子。
第17章量子物理基础19世纪末、二十世纪初,为解决经典物理在解释一
第17章量子物理基础19世纪末、二十世纪初，为解决经典物理在解释一系列物理实验（如黑体辐射、光电效应、康普顿散射等）时所遇到的巨大困难，物理学家们创立了量子理论，它与相对论理论一起，是现代物理学的两大理论支柱。
本章介绍量子理论基础。
主要内容有：普朗克能量子假设；爱因斯坦光量子假设和光电效应方程；光子和自由电子互相作用的康普顿效应；德布罗意物质波假设；不确定关系；量子力学波函数；薛定谔方程以及薛定谔方程用于求解一维势阱和势垒问题；氢原子的玻尔理论、量子力学关于氢原子的主要结果和原子的壳层结构等。
17.1 黑体辐射普朗克量子假设17.1.1 热辐射黑体辐射定律当加热一块铁块时，温度在3000C以下，只感觉到它发热，看不见发光。
随着温度的升高，不仅物体辐射的能量越来越大，而且颜色开始呈暗红色，继而变成赤红、橙红、黄白色，达15000C，出现白光。
其它物体加热时发光的颜色也有类似随温度而改变的现象。
这说明在不同温度下物体能发出不同波长的电磁波。
实验表明，任何物体在任何温度下，都向外发射波长不同的电磁波，在不同的温度下发出的各种电磁波的能量按波长的分布不同。
这种能量按波长的分布随温度而不同的电磁辐射叫做热辐射。
实验表明:热辐射具有连续的辐射能谱,并且辐射能按波长的分布主要决定于物体的温度。
温度越高,光谱中与能量最大的辐射所对应的波长越短。
同时随着温度升高,辐射的总能量也增加。
为定量描述某物体在一定温度下发出的能量随波长的分布，引入“单色辐射本领”（也叫单色辐射度）的概念：温度为T时,辐射体表面上单位面积在单位时间内所辐射的波长在λ附近单位波长范围内电磁波能量。
通常用e(λ,T)表示，单位:瓦/米3（W/m3）。
任何物体在任何温度，不仅能辐射电磁波，还能吸收电磁波。
不同物体发射(或吸收)热辐射的本领往往是不同的。
理论和实验表明：热辐射吸收本领大的物体，发射热辐射的本领也大。
白色表面吸收热辐射的能力小,在同温度下它发出热辐射的本领也小;表面越黑, 吸收热辐射的能力就越大,在同温度下它发出热辐射的本领也越大。
1.3人类对原子结构的认识
13
3.如何表示原子的组成？ 质量数 —— A ——元素符号 核电荷数 —— Z （核内质子数）
X
原子 Z X
A
原子核
质子（Z）
中子（N＝A - Z）
核外电子（Z）
填表：
微粒 氯原子 钠离子 硫离子
80 35
质量数
35
216
中子数
18
12 16
电子数
17
10 18
Br
80
什么是质量数？A zX的含义是什么？
第三单元 人类对原子结构的认识
认 识 原 子 核
原子结构
质子（+）
原子核 中子（不带电）
原子
核外电子（-）
电性：
质子数 = 核电荷数 = 核外电子数
练习：1、填表
微粒符号 质子数
Cl17
核外电子数
18 18 X-n Y
K+
Mn+ Mm-
19
X Y-m
练习：2、填表
练习1
请用
A Z
X
表示表1-8中原子的组成
练一练：某原子，Z=6 N=6 则 A= 12 12C
6
某原子，Z=6 N=8 则 A= 14 14 C
6
质量数 —— A 核电荷数 —— Z （核内质子数）
X
——元素符号
含义：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。
原子 X
A Z
质子（Z） 原子核 中子（N＝A - Z） 核外电子（Z）
a
b
+d
Xe
c
a、b、c、d、e各代表什么？
a——代表质量数； b——代表核电荷数； c——代表离子所带电荷数； d——代表化合价 e ——代表原子个数
玻尔的氢原子理论
玻尔的氢原子理论
为此,J.汤姆孙在1904年提出了原子结构的枣糕式模型.该模型认 为，原子可以看作一个球体，原子的正电荷和质量均匀分布在球内， 电子则一颗一颗地镶嵌其中.1909年，J.汤姆孙的学生卢瑟福为了验证 原子结构的枣糕式模型，完成了著名的α粒子散射实验.实验发现α粒 子在轰击金箔时，绝大多数α粒子都穿透金箔，方向也几乎不变，但 是大约有1/8 000的α粒子会发生大角度偏转，即被反弹回来.这样的 实验结果是枣糕式模型根本无法解释的，因为如果说金箔中的金原子 都是枣糕式的结构，那么整个金箔上各点的性质应该近乎均匀，α粒 子轰击上去，要么全部透射过去，要么全部反弹回来，而不可能是一 些穿透过去，一些反弹回来.
玻尔的氢原子理论
二、 原子结构模型
1897年，J.汤姆孙发现了电子.在此之前，原 子被认为是物质结构的最小单元，是不可分的，可 是电子的发现却表明原子中包含带负电的电子.那 么，原子中必然还有带正电的部分，这就说明原子 是可分的，是有内部结构的.执着的科学家就会继 续追问：原子的内部结构是什么样的？简洁的里德 伯光谱公式是不是氢原子内部结构的外在表现？
玻尔的氢原子理论
三、 玻尔的三点基本假设
为了解决原子结构有核模型的稳定性和氢原子光谱的分 立性问题，玻尔提出以下三个假设：
（1）定态假设.原子中的电子绕着原子核做圆周运动， 但是只能沿着一系列特定的轨道运动，而不能够任意转动， 当电子在这些轨道运动时，不向外辐射电磁波，原子系统处 于稳定状态，具有一定的能量.不同的轨道，具有不同的能 量，按照从小到大的顺序记为E1、E2、E3等.
玻尔的氢原子理论
可是这个模型却遭到很多物理学家的质疑.因为按照当时的物 理理论（包括经典力学、经典电磁理论及热力学统计物理），这 样一个模型是根本不可能的，原因有以下两个：
《大学物理》氢原子的玻尔理论
原子发光是重要的原子现象之一， 光谱学 的数据对物质结构的研究具有重要意义。
氢原子谱线的波长可以用下列经验公式表示：
~
R(
1 k2
1 n2
)
k 1,2,3, n k 1, k 2, k 3,
~ 1
波数
R 1.096776 107 m-1 里德伯常量
~nk
me4
8 0 2 h3c
(
1 k2
1 n2
)
与氢原子光谱经验公式是一致的。
R
me4
8
2 0
h3c
1.0973731107
m
-1
R 理论值与实验值符合得很好。
玻尔的创造性工作对量子力学的建立有着深远的影响。
四. 玻尔理论的缺陷
● 玻尔理论仍然以经典理论为基础，定态假设 又和经典理论相抵触。
● 量子化条件的引进没有适当的理论解释。 ● 对谱线的强度、宽度、偏振等无法处理。
定态跃迁到另一能量为 射或吸收一个频率为
Ek
kn
的定态时，就要发 的光子。
kn
En
Ek h
玻尔辐射频率公式
（3）量子化条件 在电子绕核作圆周运动中，
其稳定状态必须满足电子的角动量 的整数倍的条件。
L
mvr
等于
h
2
L n h , n 1,2,3, 角动量量子化条件
2
n 为量子数
三. 氢原子轨道半径和能量的计算
根据电子绕核作圆周运动的模型及角动量 量子化条件可以计算出氢原子处于各定态时的 电子轨道半径。
rn n2 (m0he22 ),n 1,2,3,
r1 0.5291010m 玻尔 半径
高一化学人类对原子结构的认识
8个
18个
32个
2n2个
注意：多条规律必须同时兼顾。
核电荷数
01
原子符号
02
电子层
03
各层电子的数目
辨析原子结构示意图和离子结构示意图
离子结构示意图
注意：任何原子都有趋于8电子（或2电子）稳定结构的倾向，因此活泼的原子会发生电子得失
PART ONE
5、离子化合物的形成
共价化合物的形成
单击此处添加大标题内容
质子：决定元素的种类，与中子共 同决定原子的相对原子质量
A
同决定原子的相对原子质量
中子：决定原子的种类，与质子共
B
化学性质
电子：最外层电子数决定元素的
微粒数计算 ①
电子总数
质子总数
中子总数
D216O
1×2＋8
10
（2－1）×2 ＋（16－8）
3．玻尔的原子结构模型------发现核外电子的能量
玻尔把化学、放射性和光谱学方面的实验事实与原子结构模型联系在一起，在研究氢原子光谱产生的原因中发展了原子结构理论。1913年，玻尔提出了新的原子结构模型，其要点如下：
在原子中，电了不能沿着任意轨道绕核旋转，而只能沿着符合一定条件的轨道旋转。电子在轨道上运动时，不吸收或放出能量，处于一种稳定状态 原子中的电子在不同轨道运动时可具有不同的能量，电子运动时所处的能量状态称为能级。电子在轨道上运动时所具有的能量只能取某些不连续数值(电子能量是量子化的) 只有当电子从某一轨道跃迁到另一轨道时，才有能量的吸收或放出。当电子从能量较高的(E2)轨道跃迁到能量较低的(E。)轨道时，原子就放出能量。放出的能量转变为一个辐射能的光子，其频率可由两个轨道的能量差决定。玻尔提出的原子结构模型，揭示了光谱线与原子结构的内在联系。由于这一开拓性的贡献，玻尔获得了1922年诺贝尔物理学奖。
玻尔氢原子模型
二、玻尔氢原子理论
1. 定态假设 原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中 ），在这些状态中 （E1、E2、E3···），在这些状态中，电子绕核作加速运 ），在这些状态中， 动而不辐射能量， 动而不辐射能量，这种状态称这为原子系统的稳定状态 （定态） 定态） 定态条件:轨道角动量量子化 定态条件 轨道角动量量子化 轨道角动量
四、玻尔理论的成功与局限 成功：解释 了H光谱，尔后有人推广到类H原子 成功： 光谱，尔后有人推广到类 原子 光谱 + +2 +3 也获得成功（ 电量换成Ze （He .L .B ）也获得成功（只要将 电量换成 i e 为原序数）。解释了电子绕核运动的稳定性， （Z为原序数）。解释了电子绕核运动的稳定性，理 为原序数）。解释了电子绕核运动的稳定性 论导出里德堡常数， 论导出里德堡常数，计算得到氢原子的大小和电离能 他的定态跃迁的思想至今仍是正确的。 他的定态跃迁的思想至今仍是正确的。并且它是导致 新理论的跳板。 新理论的跳板。1922年获诺贝尔奖 年获诺贝尔奖 局限：只能解释 及类 原子， 及类H原子 局限：只能解释H及类 原子，也解释不了原子 的精 细结构。 细结构。 原因：它是半经典半量子理论的产物。 原因：它是半经典半量子理论的产物。还应用了经典物理 的轨道和坐标的概念
1
实验取， 实验取，里德堡常数 RH =1.0967758×107 m-1 × 当 m = 2，取 n = 3，4，5，6，…，巴尔末系，在可见光区 ， ， ， ， ， ，巴尔末系， 1914，紫外区， 赖曼系， m =1， n =2，3，4，… ，紫外区， 赖曼系， ， ， ， ， 1908，近红外区，帕邢系， m =3， n =4，5，6，… ，近红外区，帕邢系， ， ， ， ， 1922，红外区， 布喇开系，m =4， n =5，6，7，… ，红外区， 布喇开系， ， ， ， ， 1924，远红外区，普丰特系， m =5，n =6，7，8，… ，远红外区，普丰特系， ， ， ， ，
17.2 玻尔的氢原子模型
5
大学物 理学
17.2玻尔的氢原子模型
v
行星模型
1 原子能量及频率
e2 v2 Fn F 2 m 4 0 r r 1 e2 Ek 4 0 2r 1
F
e
e2 1 e2 E p EP 4 0 r 4 0 r 1 e2 E Ek EP 4 0 2r v e 1 2r 2 4 0 m r2 1
第17章 量子物理基础
2
大学物 理学
1 1 n 3,4,5 R 2 2 （1）巴尔末线系（可见光）： 2 n 1 1 （2）赖曼线系（紫外区）： R 2 2 n 2,3,4, 1 n 1 1 （3）帕邢线系（红外区）： R 2 2 3 n
（1）极限波长
n , min B 3645 .98A0
（2）频率
1 1 Rc 2 2 2 n c
R 1.09710107 m1
H H
H H
min
---里德伯常量
1 1 R 2 2 （3）波数： 2 n 波数：单位长度上所含完整波的数目 1
hc
2.86ev 1ev 1.6010
量子物理基础
19
J
第17章
20
大学物 理学
17.2玻尔的氢原子模型
（2）En→Ek，n=?,k=?
巴尔末线系 k 2
E1 13.6 Ek 2 3.4eV 2 k 2 E1 En 2 Ek h n
n E1 5 E k h
8
大学物 理学
17.2玻尔的氢原子模型
高中物理玻尔理论教案word
高中物理玻尔理论教案word ---
**教案**
**科目：** 物理
**主题：** 波尔理论
**年级：** 高中
**时长：** 1节课（45分钟）
**教学目标：**
1. 了解波尔理论的基本概念和假设
2. 掌握计算电子在氢原子轨道上的能级
3. 理解氢光谱的谱线产生机制
**教学步骤：**
1. 导入（5分钟）
- 通过提问引导学生回忆原子结构和光谱的基本知识
- 引出本节课要学习的内容
2. 讲解波尔理论（15分钟）
- 介绍波尔理论的提出者和重要思想
- 讲解波尔理论的假设和基本公式
- 示意图解释电子在氢原子中的运动轨道和能级
3. 计算电子能级（10分钟）
- 带领学生进行计算电子在氢原子轨道上的能级
- 指导学生理解计算方法和结果的物理意义
4. 分析氢光谱（10分钟）
- 解释氢光谱的谱线是如何产生的
- 引出氢光谱实验的结果与波尔理论的吻合程度
5. 总结和检测（5分钟）
- 针对波尔理论和氢光谱的内容进行总结
- 布置相关思考题目和作业
**教学资源：**
- 讲义
- 演示实验器材（如示波器等）
- 计算器
**扩展练习：**
1. 计算氢原子中电子在第n层的能级
2. 查阅相关资料，了解其他原子的波尔理论推广版本
**作业：**
1. 以500字左右写一篇文章，总结波尔理论的内容和意义
2. 计算氢原子电子在第4层的能级值和能级间的能级差
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希望这个教案范例对您有所帮助。
如果需要进一步的帮助或其他教案范例，请随时告诉我。
祝您教学顺利！。
弗兰克-赫兹实验操作流程
实验17 弗兰克－赫兹实验【实验目的】1．通过示波器观察板极电流与加速电压的关系曲线，了解电子与原子碰撞和能量交换的过程。
2．通过主机的测量仪表记录数据，作图计算氩原子的第一激发电位。
3．采用计算机接口，自动测量氩原子的激发电位，学习数据采集和自动测量技术。
【实验原理】1.电子与原子的相互作用根据玻尔理论，原子只能较长久地停留在一些稳定状态（即定态），其中每一状态对应于一定的能量值，各定态的能量是分立的，原子只能吸收或辐射相当于两定态间能量差的能量。
如果处于基态的原子要发生状态改变，所具备的能量不能少于原子从基态跃迁到第一激发态时所需要地能量。
弗兰克—赫兹实验是通过具有一定能量的电子与原子碰撞，进行能量交换而实现原子从基态到高能态的跃迁。
电子与原子碰撞过程可以用以下方程表示：E V M m MV m e e ∆+'+'=+222221212121v v 其中e m 是电子质量，M 是原子质量，v 是电子的碰撞前的速度，V 是原子的碰撞前的速度，v '是电子的碰撞后速度，V '是原子的碰撞后速度，E ∆为内能项。
因为M m e <<，所以电子的动能可以转变为原子的内能。
因为原子的内能是不连续的，所以电子的动能小于原子的第一激发态电位时，原子与电子发生弹性碰撞0=∆E ；当电子的动能大于原子的第一激发态电位时，电子的动能转化为原子的内能1E E =∆，1E 为原子的第一激发电位。
2.弗兰克-赫兹实验弗兰克和赫兹为了研究气体放电中的低能电子和原子间的相互作用，设计了电子与原子碰撞的实验。
图17-1弗兰克-赫兹实验装置示意图图17-2 管流与加速电压的关系图1914年，它们用图17-1的实验装置获得了一系列重要实验结果，碰撞管中的电子由热阴极K发射，经K与栅极G之间的电场加速，电子由K射向G，栅极G与板极P之间则加有一减速电压，形成一个减速电场，使电子减速。
当穿越过G的电子具有较大的能量而足以克服这一减速场时，就能到达板极P而形成管流I P。
简述玻尔理论的发展过程
玻尔理论的发现是量子力学发展的良好开端，随着科学的 家 石 原 纯 ，他出版了题为《作 用量子的普遍意义》的 文 章 ，他将
不断前进和发展，玻 尔 理 论 虽 然 有 其 局 限 性 ，但其理论在当时 围绕核旋转的电子的转动看作是两个自由度，他推导出的结果
其 中 其 .为 辐 向 量 子 数 ，@为 方 位 量 子 数 。索末菲还推出
k/ (k + n ') = b /a
对清楚的了解。但 是 ，针 对 光 谱 强 度 的 计 算 ，玻尔理论却无法 给出 。对于除氢原子之外的其它元素的光谱，包含氦元素的光
其 中 + ，8 分别为椭圆的长半轴和短半轴，并阐明对应的定 态轨道能量为w = - K h : ( / + n )2
三 、索 末 菲 全 面 推 广 玻 尔 理 论
电的电子。以光谱数据和原子 核 式 构 造 为 基 础 ，玻 尔 在 2 0 世
索 末 菲 把 氢 原 子 中 电 子 的 开 普 勒 运 动 看 作 是 平 面 问 题 ，引
纪初发展了玻尔理论。
进平面极坐标，在电子运 动 平 面 内 以 矢 径 r 和 方 位 角 2 表示电
刘晓瑞
辽 宁 大 学 辽 宁 沈 阳 110036
摘 要 :玻尔理论对量子理论的发展有着极其重要的影响，它是一个由发展到完善的过程。本文首先论述了玻尔理论出现的 历 史 条 件 ，然 后 解 释 了 玻 尔 理 论 存 在 的 局 限 性 。之 后 的 科 学 家 们 初 步 探 索 玻 尔 理 论 ，最 后 索 末 菲 全 面 扩 展 了 玻 尔 理 论 。
_ 、玻尔理论的局限性 氢原子和类氢离子光谱的波长分散特点可以通过玻尔理
新课标高中物理学史归纳总结
新课标高中物理学史归纳总结必修部分：（必修1、必修2）一、力学：1、意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验；3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。
4、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
当代法国物理学家笛卡尔进一步指出，如果没有其他原因，运动的物体会以同样的速度继续沿直线运动，既不停止，也不偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对）6、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
17世纪，伽利略通过理想实验的方法指出，一个在水平面上运动的物体，如果没有摩擦力，就会保持这个速度运动；当代法国物理学家笛卡尔进一步指出，如果没有其他原因，运动的物体会以同样的速度继续沿直线运动，既不停止，也不偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；10、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
高中物理物理学史总结重点加考点
高中物理物理学史总结必考部分全1、牛顿英国物理学家牛顿被称为站在巨人的肩膀上、具体有以下一些,所以牛顿肯定在这些人之后：①牛顿三大运动定律惯性定律、F=ma、相互作用力;②万有引力定律；对物理学的贡献：①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上,采用归纳与演绎、综合与分析的方法,总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学也称牛顿力学或古典力学体系,物理学从此成为一门成熟的自然科学②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生经典题目：牛顿发现了万有引力,并总结得出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出引力常数对牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动对牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础对2、伽利略意大利物理学家对物理学的贡献：①发现摆的等时性②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关③伽利略的理想斜面实验：将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页通过理想斜面实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的力是维持物体运动的原因的错误观点;经典题目：伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因错伽利略认为力是维持物体运动的原因错亚里士多德伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理包括数学推理和谐地结合起来对伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去对3、胡克英国物理学家对物理学的贡献：胡克定律经典题目：胡克认为只有在一定的条件下弹性限度内,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比对4、★亚里士多德古希腊他的观点大多被伽利略推翻观点： ①重的物理下落得比轻的物体快 ②力是维持物体运动的原因经典题目： 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动5、 开普勒德国天文学家对物理学的贡献： 开普勒三定律研究行星运动轨迹的定律,怎么运动的,而为什么这么运动则由牛顿的万有引力说明经典题目： 开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律错万有引力是牛顿6、 卡文迪许贡献：测量了万有引力常量G典型题目： 牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量错卡文迪许卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值对7、 库仑法国物理学家贡献：发现了库仑定律并测出了静电力常量k 的值;扭秤实验,同万有引力作比较——标志着电学的研究从定性走向定量典型题目： 库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷只能是真空的且必须为点电荷,不是点电荷的有区别之间的相互作用对库仑发现了电流的磁效应错奥斯特8、 密立根贡献：密立根油滴实验——测定元电荷：e=1.60C 1910-⨯;9、 奥斯特丹麦物理学家、★法拉第奥斯特和法拉第要对比着全看贡献： 电流的磁效应电流能够产生磁场经典题目： 奥斯特最早发现电流周围存在磁场对法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应错奥斯特贡献：①用电场线的方法表示电场 ②发现了电磁感应现象 ③发现了法拉第电磁感应定律E=n △Φ/△t经典题目： 奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象对法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律对；奥斯特对电磁感应现象的研究,将人类带入了电气化时代错法拉第法拉第发现了磁生电的方法和规律对10、安培法国物理学家贡献：①磁场对电流可以产生作用力安培力,并且总结出了这一作用力遵循的规律②安培分子电流假说；发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则右手螺旋定则判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向;经典题目：安培最早发现了磁场能对电流产生作用对安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式错洛伦兹11、洛伦兹荷兰物理学家贡献：1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式洛伦兹力12、楞次发现了楞次定律判断感应电流的方向13、汤姆生英国物理学家贡献：①发现了电子揭示了原子具有复杂的结构②建立了原子的模型——枣糕模型经典题目：汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子对14、★卢瑟福英国物理学家贡献：1、指导助手进行了α粒子散射实验记住实验现象；提出了原子的核式结构记住内容；2、发现了质子经典题目：汤姆生提出原子的核式结构学说,后来卢瑟福用粒子散射实验给予了验证错卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子的发光现象错卢瑟福的a粒子散射实验可以估算原子核的大小对；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,揭示了原子核的组成对15、波尔丹麦物理学家贡献：波尔原子模型很好的解释了氢原子光谱经典题目：玻尔把普朗克的量子理论运用于原子系统上,成功解释了氢原子光谱规律对玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出的错；玻尔氢原子能级理论的局限性是保留了过多的经典物理理论对16、★贝克勒尔法国物理学家贡献：发现天然放射现象揭示了原子核具有复杂结构经典题目：天然放射性是贝克勒尔最先发现的对；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构错17、★伦琴贡献：发现了伦琴射线X射线18、★查德威克卢瑟福的学生贡献：发现了中子19、★约里奥.居里和伊丽芙.居里夫妇小居里夫妇贡献：①发现了放射性同位素②发现了正电子经典题目：居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现电子错；约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现正电子对20、★普朗克贡献：量子论21、★爱因斯坦贡献：①用光子说解释了光电效应②相对论经典题目：爱因斯坦提出了量子理论,普朗克提出了光子说错爱因斯坦用光子说很好地解释了光电效应对是爱因斯坦发现了光电效应现象,普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说错爱因斯坦创立了举世瞩目的相对论,为人类利用核能奠定了理论基础；普朗克提出了光子说,深刻地揭示了微观世界的不连续现象错22、★麦克斯韦贡献：①建立了完整的电磁理论②预言了电磁波的存在,并且认为光是一种电磁波赫兹通过实验证实电磁波的存在经典题目：普朗克在前人研究电磁感应的基础上建立了完整的电磁理论对麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验方法给予了证实对麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在错必修部分：必修1、必修2一、力学：1、1638年,意大利物理学家伽利略在两种新科学的对话中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点即：质量大的小球下落快是错误的；力是改变物体运动状态的原因而不是使物体的原因2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验；3、1687年,英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了三条运动定律即牛顿三大运动定律;4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向;5、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比对6、1638年,伽利略在两种新科学的对话一书中,运用观察－假设－数学推理的方法,详细研究了自由落体运动;17世纪,伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向;7、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；9、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体;选修部分：选修3-1、3-2、3-4、3-5二、电磁学：选修3-1、3-210、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律—库仑定律,并测出了静电力常量k的值;11、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针;12、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场;13、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖;14、1826年德国物理学家欧姆1787-1854通过实验得出欧姆定律;15、1911年,荷兰科学家昂尼斯或昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象;16、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律;17、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应;18、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则右手螺旋定则判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向;19、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力洛仑兹力的观点;20、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出：阴极射线是高速运动的电子流;21、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素;22、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律;23、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律;;六、光学3-4选做：24、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象;25、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波；1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波26、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理：①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的；②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变;27、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式：;28．公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在墨经中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作;29．1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法;注意其测量方法30．关于光的本质：17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波;这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象;31、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现：X射线的发现,电子的发现,放射性的发现;32、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理：①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的；②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变;33、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子；34、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”；八、波粒二象性3-5选做：35、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖;36、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性;说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子37、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础;38、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；39、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案;电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高;十、原子物理学3-5选做：40、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线高速运动的电子流;41、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖;42、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖;43、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型;44、1909－1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型;由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m;1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子;预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成;45、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系;46、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式；47、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构;天然放射现象：有两种衰变α、β,三种射线α、β、γ,其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的;衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关;48、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋Po 镭Ra;49、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言原子核内还有另一种粒子——中子;50、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖;51、1934年,约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素;52、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变;53、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成;54、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹聚变反应、热核反应;人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料;55、1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型；粒子分三大类：媒介子－传递各种相互作用的粒子,如：光子；轻子－不参与强相互作用的粒子,如：电子、中微子；强子－参与强相互作用的粒子,如：重子质子、中子、超子和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷.物理学史专项训练在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献;关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是A. 伽利略发现了行星运动的规律B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献2、在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦语言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律3、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步;下列表述正确的是A．牛顿发现了万有引力定律 B.洛伦兹发现了电磁感应定律C．光电效应证实了光的波动性 D.相对论的创立表明经典力学已不再适用4、发现通电导线周围存在磁场的科学家是A．洛伦兹 B．库仑 C．法拉第 D．奥斯特5、物理学中的许多规律是通过实验发现的,以下说法符合史实的是A．法拉第通过实验发现了光电效应 B．奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场C．波意耳首先通过实验发现了能量守恒定律 D．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持6下面说法正确的是,A卡文迪诗通过扭秤实验,测出了万有引力常量· B.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因C.在国际单位制中,力学的基本单位有牛顿、米和秒D.爱因斯坦的相对论指出在任何惯性参照系中光速不变7、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献;下列表述正确的是A．开普勒测出了万有引力常数 B．法拉第发现了电磁感应现象C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．库仑总结并确认真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律8、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列说法正确的是A.卡文迪许测出了引力常量B.奥斯特发现了电流的磁效应C.亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因D.库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律9、物理学中引入了“质点”、“点电荷”、“电场线”等概念,从科学方法上来说属于A．控制变量 B．类比 C．理想模型 D．等效替代10、通过α粒子散射实验A．发现了电子B．建立了原子的核式结构模型 C．爱因斯坦建立了质能方程D．发现某些元素具有天然放射现象11、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列表述正确的是A．牛顿通过实验测出了引力常量. B．牛顿发现了万有引力定律C．伽利略发现了行星运动的规律 D．洛伦兹发现了电磁感应定律12、物理学是建立在实验基础上的一门学科,很多定律是可以通过实验进行验证的,下列定律中不可以通过实验直接得以验证的是A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律 C．牛顿第三定律 D．动量守恒定律13、下列说法正确的是A．牛顿发现了万有引力并测出了万有引力常量 B．爱因斯坦通过油滴实验测量了电子所带的电荷量C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律14、在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中,正确的说法是A．法拉第发现了电流的磁效应 B．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C．库仑发现了磁场产生电流的条件和规律 D．牛顿在实验室测出了万有引力常量15、在物理学发展史上,提出电磁波理论的科学家和提出相对论的科学家分别是A、法拉第爱因斯坦B、麦克斯韦赫兹C、惠更斯牛顿D、麦克斯韦爱因斯坦16、关于物理学研究方法,下列叙述中正确的是A、伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法B、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法C、探究求合力方法的实验中使用了控制了变量的方法D、法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法参考答案：1、答案BD;解析行星运动定律是开普勒发现的A错误；B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因,C错误；D正确;2、AC解析选项B错误,赫兹用实验证实了电磁波的存在;选项D错误,洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律,安培发现了磁场对电流的作用规律;3、答案A; 解析电磁感应定律是法拉第发现的,B错误；光电效应证实了光的粒子性,C错误；小队论和经典力学研究的领域不同,不能说相对论的创立表明经典力学已不再适用,D错误;正确答案选A;4、答案D解析发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象5、答案B解析爱因斯坦提出光子说科学假说,成功地解释了光电效应规律,伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持;6、AD 解析在国际单位制中,力学的基本单位有米、千克、秒;7、BD 解析洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式8、答案ABD解析奥斯特发现：电流可以使周围的磁针偏转的效应,称为电流的磁效应9、答案C 10、．答案B 11、答案B解析开普勒发现了行星运动的规律12、答案A13、答案D 解析密立根通过油滴实验测量了电子所带的电荷量14、答案B 15、答案D 解析麦克斯韦提出了电磁波理论16、B解析伽利略在研究自由落体运动时采用了猜想与假说或者是逻辑推理的方。
8.4.2 玻尔的氢原子理论
(
1 k2
1 n2
)
3
RH
me4
8 02h3c
1 097373107 m1
2
布 拉 开 系
-0.85eV
-1.5eV
-3.39eV
从其它能级到同一能级的跃
迁属于同一谱线系。
n1
-13.6eV
玻尔的氢原子理论
二、玻尔理论意义与局限性
1、玻尔的贡献
玻尔关于“定态” 和“能级跃迁决定谱线 频率”的假设是两个重要的基本概念，在量子 力学理论中占有重要的地位。
则发射或吸收光子的频率为：
kn
En Ek h
称为 玻尔的频率条件
玻尔的氢原子理论
Ek
玻尔的氢原子理论
2、氢原子轨道半径的计算
由量子化条件及牛顿定律：
mvr
e2
4p 0 r 2
n
h
2mpv2,
r
角动量量子化
,库仑力=向心力
rn
n2
0h2 p me2
1 2
mvn
2
e2
8p 0rn
n=4 v
m n=3
在这些轨道上运动的电子 不辐射（或吸收）能量而处于 稳定状态，称为定态。
相应的轨道称为定态轨道 与定态相应的能量（能级） 分别为 ： E1，E2 ，E3 …
E1 < E2 < E3 < …
玻尔的氢原子理论
E1 E2 E3
玻尔的氢原子理论
一、玻尔的氢原子理论
1、玻尔的氢原子理论 2)角动量量子化条件假设
1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）. 2）正确地指出定态和角动量量子化的概念. 3）正确的解释了氢原子及类氢离子（单电子）光谱.
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n f 1,2,3,4,, ni n f 1, n f 2, n f 3, 7 1 里德伯常量 R 1.097373153410 m
第十七章 量子物理 17-7，8 氢原子的玻尔理论 1 1 1 紫外 莱曼系 R ( 2 2 ) , n 2,3, 1 n 1 1 1 可见光 巴尔末系 R ( 2 2 ) , n 3,4, 2 n 1 1 1 帕邢系 R ( 2 2 ) , n 4,5, 3 n
17-7，8 氢原子的玻尔理论
三 氢原子的玻尔理论
（1）经典核模型的困难 根据经典电磁理论，电子绕 核作匀速圆周运动，作加速运动 的电子将不断向外辐射电磁波 .
第十七章 量子物理
r
e
v e F +
e
原子不断地向外辐射能量， 能量逐渐减小，电子绕核旋转的 频率也n
0h
2
π m e2
n r1n (n 1,2,3,)
2 2
n 1 , 玻尔半径 r1
0h2
π me
2
5.291011 m
2
1 e 2 第 n 轨道电子总能量 En mvn 2 4π 0 rn
17-7，8 氢原子的玻尔理论 2 1 2 e 自 En mvn 由 2 4π 0 rn
谱 级 跃系 迁 巴耳末系 莱曼系
n 1
E
17-7，8 氢原子的玻尔理论
四 氢原子玻尔理论的意义和困难
第十七章 量子物理
（1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）；
（2）正确地指出定态和角动量量子化的概念； （3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱； （4）无法解释比氢原子更复杂的原子； （5）把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的； （6）是半经典半量子理论，存在逻辑上的缺点，即把 微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又
m e4 1 E1 En 2 2 2 2 8 0 h n n
激 发 态
第十七章 量子物理
氢原子能级图
态 n
E / eV
(n 1) 4 me E1 2 2 8 0 h （电离能） 13.6eV
基态能量
激发态能量 ( n 1)
n4 n3 n2
0 0.85 1.51 3.4
17-7，8 氢原子的玻尔理论
一 氢原子光谱的规律性
第十七章 量子物理
1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见 光部分的规律 2
n 365.46 2 2 nm , n 3,4,5, n 2
1 1 波数 R( 2 2 ) n f ni 1
1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式
二 卢瑟福的原子有核模型 1897年 J.J.汤姆孙发现电子
第十七章 量子物理
1903年，汤姆孙提出原子的“葡萄干蛋糕模型” 原子中的正电荷和原子的质量均匀地分布在半径
为1010 m 的球体范围内，电子浸于其中 .
卢瑟福的原子有核模型（行星模型）
原子的中心有一带正电的原子核，它几乎集中了
原子的全部质量，电子围绕这个核旋转，核的尺寸与 整个原子相比是很小的 .
红外
1 1 布拉开系 R( 2 2 ) , n 5,6, 4 n
1 1 普丰德系 R( 2 2 ) , n 6,7, 5 n 1 1 1 汉弗莱系 R( 2 2 ) , n 7,8, 6 n 1
1
17-7，8 氢原子的玻尔理论
r
h 量子化条件 L mvr n 2π
n 1,2,3,
主量子数
假设三 当原子从高能量 Ei 的定态跃迁到低能量 E f 的定态时，要发射频率为 的光子.
频率条件
h Ei E f
17-7，8 氢原子的玻尔理论
氢原子能级公式
第十七章 量子物理
2 vn m 由牛顿定律 2 4π 0 rn rn h 由假设 2 量子化条件 mv n rn n 2π
En E1 n
2
基态 n 1
13.6
17-7，8 氢原子的玻尔理论
玻尔理论对氢原子光谱的解释 m e4 1 h En 2 2 2 8 0 h n
第十七章 量子物理
Ei E f
m e4 1 1 2 3 ( 2 2 ) , ni n f c 8 0 h c n f ni 4 me 7 1 1 . 097 10 m R （里德伯常量） 2 3 8 0 h c n E 0 氢 n4 原 布拉开系 n 3 与 帕邢系 子 光 n2 能 1
赋予它们量子化的特征 .
由于原子总能量减小，电子 将逐渐的接近原子核而后相遇， 原子不稳定 .
e +
17-7，8 氢原子的玻尔理论
第十七章 量子物理
（2）玻尔的三个假设 假设一 电子在原子中，可以在一些特定的轨道上 运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态）， 并具有一定的能量. 假设二 电子以速度 v在半径为 的圆周上绕核运 动时，只有电子的角动量 L 等于 h 2π 的整数倍的那些 轨道是稳定的 .