玻尔原子模型ppt课件
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物理选修-玻尔的原子模型(课件张)-ppt精品课件
(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？ 由 hcλ＝E4－E3，得λ＝E4c－hE3＝－03.×851＋081×.561.6×3×1.61×0－1340－19
m＝1.884×10－6m.
物理选修3-5 18.4 玻尔的原子模型(课件25张PPT)
物理选修3-5 18.4 玻尔的原子模型(课件25张PPT)
会促进切段中 乙 烯的 合 成 ， 而 乙烯 含 量 的 增 高， 反 过 来 又 抑制 了 生 长 素 促进 切 段 细 胞 伸长 的 作 用 。
•
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
v
m
r
➢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
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
玻尔
假说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。且电子在这些轨道上
绕核的转动是稳定的，不
产生电磁辐射，也就是说， 电子的轨道是量子化的。
分立轨道
假说2：能级(定态)假说
针对原子的稳定性提出
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
玻尔的原子模型 课件
一、玻尔理论提出的前夜
假如我们就处在卢瑟福建立核式结构那个时代， 我们会提出什么样的假说呢？前一阶段学习过程中哪 些科学家不同于经典的新观念可以给我们启发呢？
1、1900年普朗克把能量子引入物理学，正确破 除了“能量连续变化”的传统观念，成功解释了黑 体辐射规律。
2、1905年爱恩斯坦提出了光本身就是一个个不 可分割的能量子组成的，建立了光子新概念，成功 解释了光电效应现象。
核的式哪结一构个模现型象与使我得们 “生 枣活 糕的 式哪 ”
些原物子体模运型动寿模终型正相寝似? ?
地球
卫星
核式模型
太阳
地球
一、玻尔理论提出的前夜
1、人类建立原子模型的历程
卢瑟福时代的原子事实与经典分析
经典理论模拟下的核式 结构中电子运动特点与 光谱特征
早在卢瑟福提出原子核式模型之前的
1885年巴耳末观察到了氢原子的一组分立
二、玻尔原子理论的基本假设
（一）、玻尔原子理论：（1913年） 1.轨道量子化与定态
（1）电子的轨道是量子化的；原子能量也是量子化的。 （2）原子量子化的能量值叫能级，原子在这些状态时
稳定，叫做定态，定态分基态和激发态。
2.频率条件
原子在定态间跃迁时，它只能辐射（或吸收）一定 频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决
3、近代的原子模型
玻尔原子模型
原子核
近代原子模型
概率 电子云
Hδ
Hγ
Hβ Hα
∞n－－－410－nm－－－－434－nm－－486－nm－656－nm－－－
E/eV
0 eV
５
-0.54
４
普丰
-0.85
３
布喇 帕邢系 开系
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
《玻尔的原子模型》课件1(10张PPT)(鲁科版选修3-5)
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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
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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
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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
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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
玻尔的原子模型 课件
3.电子云示意图上点的疏密表示电子在该位置出现的概率, 并不是打到荧光屏上出现的亮点,不同于学习概率波时因曝 光时间短表现出的粒子性.
典例2 (2010·新课标全国卷)用频率为ν0的光照射大量 处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分
别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则 ____________.(填入正确选项前的字母)
(2)能量量子化:当电子在不同的轨道上运动时,原子处于不 同的状态,原子在不同的状态中具有不同的能量,所以原子的 能量也是量子化的.这些量子化的能量值叫做能级. (3)定态:原子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,其他的状态叫做激发态.
2.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么? 提示:(1)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)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(m>n).这个式子称为频率条件,又称辐 射条件. (2)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.
6.为何要引入电子云的概念? 提示:(1)现代量子理论认为:电子也具有波粒二象性,是概率 波,只能确定电子某时刻在各个位置出现的概率.当原子处于 不同的状态时,电子在各处出现的概率是不一样的. (2)如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率,画 出图来,就像云雾一样,可以形象地称做电子云.
1.氢原子能级跃迁的可能情况
原子从高能级向量子数n=1的能级跃迁时发出的光谱线属于
赖曼系,向n=3的能级跃迁时发出的光谱线属于帕邢系.
3.如何解释气体导电发光现象? 提示: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. 4.如何解释原子的特征谱线? 提示:原子从高能级向低能级跃迁时,放出的光子能量等于前 后两个能级之差.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.由于不同的原子具有不同的结构,能级各不相同,因此辐 射(或吸收)的光子也不相同,这就是不同元素的原子具有不 同的特征谱线的原因.
玻尔的原子模型 课件
所以 hcλ＝E4－E3 λ＝E4c－hE3＝－03.×851＋081×.561.6×3×1.61×0－1340－19m ＝1.884×10－6m。 答案：(1)6 条 (2)3.1×1015Hz (3)1.884×10－6m
综合应用
1914 年，富兰克林和赫兹在实验中用电子碰撞 静止的原子的方法，使原子从基态跃迁到激发态，来证明玻尔 提出的原子能级存在的假设，设电子的质量为 m，原子质量为 m0，基态和激发态的能量差为 ΔE，试求入射的电子的最小动 能。
解析：电子与原子碰撞满足动量守恒定律，根据动量守恒 定律列式，利用数学方法求极值。
设电子与原子碰撞前后的速率分别为 v1 和 v2，原子碰撞后 的速率为 v，假设碰撞是一维正碰。
由动量守恒定律有：mv1＝mv2＋m0v 由能量守恒定律有：21mv21＝12mv22＋12m0v2＋ΔE。 由上面两式得：m0(m0＋m)v2－2mm0v1v＋2mΔE＝0
密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核 周围，故称电子云。
一、玻尔原子模型 1．轨道量子化 (1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。 (2)轨道半径公式：rn＝n2r1，式中 n 称为量子数，对应不 同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径 r1＝0.53×10 －10m。
(2)本题用到了本书第一章的碰撞知识，碰撞中损失的动能 被原子吸收。
(3)若是完全非弹性碰撞，动能损失最大，若损失的动能全 部被用来提供 ΔE，则电子入射的动能就最小，所以此题也可 用完全非弹性碰撞模型求解，即
mv1＝(m＋m0)v，12mv21＝12(m＋m0)v2＋ΔE， 解得12mv21＝m＋m0m0ΔE。
(3)氢原子从高能级向 n＝1,2,3 的能级跃迁时发出的光谱线 分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图)
综合应用
1914 年，富兰克林和赫兹在实验中用电子碰撞 静止的原子的方法，使原子从基态跃迁到激发态，来证明玻尔 提出的原子能级存在的假设，设电子的质量为 m，原子质量为 m0，基态和激发态的能量差为 ΔE，试求入射的电子的最小动 能。
解析：电子与原子碰撞满足动量守恒定律，根据动量守恒 定律列式，利用数学方法求极值。
设电子与原子碰撞前后的速率分别为 v1 和 v2，原子碰撞后 的速率为 v，假设碰撞是一维正碰。
由动量守恒定律有：mv1＝mv2＋m0v 由能量守恒定律有：21mv21＝12mv22＋12m0v2＋ΔE。 由上面两式得：m0(m0＋m)v2－2mm0v1v＋2mΔE＝0
密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核 周围，故称电子云。
一、玻尔原子模型 1．轨道量子化 (1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。 (2)轨道半径公式：rn＝n2r1，式中 n 称为量子数，对应不 同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径 r1＝0.53×10 －10m。
(2)本题用到了本书第一章的碰撞知识，碰撞中损失的动能 被原子吸收。
(3)若是完全非弹性碰撞，动能损失最大，若损失的动能全 部被用来提供 ΔE，则电子入射的动能就最小，所以此题也可 用完全非弹性碰撞模型求解，即
mv1＝(m＋m0)v，12mv21＝12(m＋m0)v2＋ΔE， 解得12mv21＝m＋m0m0ΔE。
(3)氢原子从高能级向 n＝1,2,3 的能级跃迁时发出的光谱线 分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图)
高中物理课件-第四节 玻尔的原子模型3
反思：对原子跃迁问题应把握以下几点
①原子跃迁条件
只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之
间的跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实物离子与原子作用使
原子激发的情况，则不受此条件限制。
②原子能跃迁时，处于激发代态的原子可能经过一次跃迁回到激发态，最后回 到基态，物质中含有大量原子时，各个原子的跃迁方式也是不统一的，有的原 子可能经过一次跃迁就回到基态，而有的可能要经过向次跃迁才回到基态。
第四节 玻尔的原子模型
一、玻尔原子理论的基本假设：
1、轨道假设：
rn n2r1
-
（r1=0.053nm ; n=1、2、3……)
+
2、能级假设：
几个概念：定态、基态、激发态、能级
En
1 n2
E1（
E1=
-13.6ev;
n=1、2、3……)
3、跃迁假设：hv E初－E末
二、氢原子的能级图
错误观点 放出光子 吸收光子
，没有量子化要求，若有多余的能量，则以电子动能的形式存在，如将m轨
道的电子电离出来，原子吸收的能量 只要满足
就可以了
。
考点：氢原子跃迁的光子数
现有1200个氢原子被激发到n＝4的能级上，若这些受激
氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数
是(假设处在量子数为n的激发态上的氢原子跃迁到各低
能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子数
的
) (A)
A.2200个 B.2000个 C.1200个 D.2400个
波长数和光子数，每种波长可以对应很多
的可能值为 AD
A．△n＝1，13.22 eV E＜13.32 eV
B．△n＝2，13.22 eV＜E＜13.32 eV C．△n＝1，12.75 eV＜E＜13.06 eV
波尔的原子模型课件
2．能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低 能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量子 数为 n 的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：N＝nn2－1＝C2n.
3．光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出 能量，发射光子的频率由下式决定．
hν＝Em－En(Em、En 是始末两个能级且 m>n) 能级差越大，放出光子的频率就越高．
A．氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的能级时， 辐射光的波长大于 656 nm B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢 原子从 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级 C．一群处于 n＝3 能级上的氢原子向低 能级跃迁时最多产生 3 种谱线 D．用波长为 633 nm 的光照射，不能 使氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝3 的能级
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．
典例精析 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )
A．原子处于具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但 不向外辐射能量
2．能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象． 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，这样的能量形式称为能量量子化．
3．频率条件 原子从一种定态(设能量为 E2)跃迁到另一种定态(设能量为 E1)时， 它辐射或吸收一定频率的光子，光子的频率由这两种定态的能量差决 定，即 hν＝E2－E1. 可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式 改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳迁”到另一个轨道上．玻尔 将这种现象称作电子的跃迁． 总而言之：根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能轨道 上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定态．只有电子 从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量，辐射的能量是一份一 份的，等于这两个定态的能量差．这就是玻尔理论的主要内容．
现代量子力学原子结构模型PPT课件
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2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：
电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近 的区域内运动 ，把原子核外分成七个运动区域，又叫电 子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7…表示，分别称 为K、L、M、N、O、P、Q…，n值越大，说明电子离核 越远，能量也就越高。
电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7
1、原子核外电子的分层排布
原子核
电子层
+2
+10
He
核电荷数 Ne
该电子层 上的电子
+18
Ar
+1 +8
+12
H
O第4页/共21页
Mg
原子结构示意图
为了形象地表示原子的结构，人们就创
造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
第3层 第2层
原子核
第1层
原子核带正电
核电荷数
+ 15 2 8 5
K层 L层 M层
Mg 失 2e-
Mg2+（带2个单位正电荷）
2、活泼非金属元素的原子容易得到电子 变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电 荷的数目等于原子得到的电子的数目。
O 得 2e-
O2（- 带2个单位负电荷）
第10页/共21页
问题解决：氧化镁的形成
宏观：氧气和金属镁反应生成氧化镁，氧化 镁是氧元素与镁元素相结合的产物。
一些元素的原子得失电子的情况
元素
Na Mg O Cl
化合价
原子最外层电 失去（或得到）
子数目
电子的数目
2
6
-1
第13页/共21页
问题解决
原子
①最外层电子数﹤4时，容易失去电子
2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：
电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近 的区域内运动 ，把原子核外分成七个运动区域，又叫电 子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7…表示，分别称 为K、L、M、N、O、P、Q…，n值越大，说明电子离核 越远，能量也就越高。
电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7
1、原子核外电子的分层排布
原子核
电子层
+2
+10
He
核电荷数 Ne
该电子层 上的电子
+18
Ar
+1 +8
+12
H
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Mg
原子结构示意图
为了形象地表示原子的结构，人们就创
造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
第3层 第2层
原子核
第1层
原子核带正电
核电荷数
+ 15 2 8 5
K层 L层 M层
Mg 失 2e-
Mg2+（带2个单位正电荷）
2、活泼非金属元素的原子容易得到电子 变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电 荷的数目等于原子得到的电子的数目。
O 得 2e-
O2（- 带2个单位负电荷）
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问题解决：氧化镁的形成
宏观：氧气和金属镁反应生成氧化镁，氧化 镁是氧元素与镁元素相结合的产物。
一些元素的原子得失电子的情况
元素
Na Mg O Cl
化合价
原子最外层电 失去（或得到）
子数目
电子的数目
2
6
-1
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问题解决
原子
①最外层电子数﹤4时，容易失去电子
18.4玻尔的原子模型
轨道与能级相对应
第8页，共41页。
玻尔从上述假设出发，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．
氢 原 子
能 以无穷远处为零势能点
级
rn n 2 r1
(r1=0.053nm)
En
1 n2
E1
(E1 13.6eV )
n 1,2,3
式中r1、E1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的 半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越大，表示能级越高。
§18.4 玻尔的原子模型
第1页，共41页。
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
理 子损失了能量，其轨
论
道半径不断缩小，最终
认
落在原子核上,而使原子
为
变得不稳定．
事 实
e
v F
r + e
e
e +
第2页，共41页。
经
由于电子轨道的变
典
化是连续的，辐射
理
电磁波的频率等于
论
绕核运动的频率,连
认
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
N=1
帕邢系（红外线）
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
普丰德系
N=6
成功解释了氢光１谱的所有谱线-13。.6 第24页，共41页。
三、玻尔理论对氢光谱的解释
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原
子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
N
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玻尔从上述假设出发，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．
氢 原 子
能 以无穷远处为零势能点
级
rn n 2 r1
(r1=0.053nm)
En
1 n2
E1
(E1 13.6eV )
n 1,2,3
式中r1、E1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的 半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越大，表示能级越高。
§18.4 玻尔的原子模型
第1页，共41页。
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
理 子损失了能量，其轨
论
道半径不断缩小，最终
认
落在原子核上,而使原子
为
变得不稳定．
事 实
e
v F
r + e
e
e +
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经
由于电子轨道的变
典
化是连续的，辐射
理
电磁波的频率等于
论
绕核运动的频率,连
认
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
N=1
帕邢系（红外线）
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
普丰德系
N=6
成功解释了氢光１谱的所有谱线-13。.6 第24页，共41页。
三、玻尔理论对氢光谱的解释
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原
子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
N
氢原子光谱和波尔的原子模型ppt课件
Na原子的发射光谱（明线）
H原子的吸收光谱（暗线）
H原子的发射光谱（明线）
吸收光谱和线状谱（发射光谱）的关系：
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱（线状光谱）中的
一条明线相对应。
3.光谱分析
既然每种原子都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组
成成分。这种方法称为光谱分析。
4.由于不同的原子具有不同的结构，能级各不
相同，因此辐射（或吸收）的光子频率也不相
同。这就是不同元素的原子具有不同的特征谱
线的原因。
六、玻尔理论的局限性
1.玻尔理论的不足之处在于保留了
经典粒子的观念，仍然把电子的运
动看作经典力学描述下的轨道运动。
2.玻尔理论成功地解释了氢原子光
谱的实验规律。但对于稍微复杂一
1
E1
激
发
态
h E n E m
基态
原子从低能级向高能级跃迁（电子从低轨道向高轨道跃迁）： 吸收光子，原子能量增大
电子从低轨道向高轨道跃迁，电子克服库仑引力做
功，电势能增大，原子的能量增加，要吸收能量。
吸收光子能量：
h E n E m
原子从高能级向低能级跃迁（电子从高轨道向低轨道跃迁）： 辐射光子，原子能量减小
优点：灵敏度高
样本中一种元素的含量达到10-13kg时就可
以被检测到。
利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？
不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子
的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分
原子的特征光谱
二、氢原子光谱（发射光谱）的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
n=6
n=5
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汤 原α 粒氢姆子子光孙稳散发定谱思 关射现性实实想 键电事验怎验子实： ：样必 用修须 电观察与实验所获得的事实否否否改彻子定 定定底云玻放概尔弃念模汤 卢 式原经取瓜姆 瑟结子型典代模孙 福构不？概经型的 的可模念典西 核割型 的轨出出道现建建 建建立科学模型提出科学假说现矛概矛立立立盾念盾
汤姆孙的西 瓜模型
16
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
量子化条件的引进没
氦原子光谱
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 17
原子结构的认识史
二、玻尔模型对氢原子光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。
rn = n2r1 r1 = 0.053 nm En = E1/n2 （n = 1，2，3，···）
9
问题3、如何由轨道半径公式推导出能量公式？ 问题4、随着轨道半径的增大，原子的能量是增 大还是减小？电子的动能和电势能是增大还是 减小？
10
请注意
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。
这样越是距离原子核近的轨道电势能越小。
3. 量子数 n = 1定态，能量值最小，电子动能最大，电势能
最小；量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大。 4. 跃迁时电子动能、电势能与原子的能量变化：当轨道半径
减小时，库仑引力做正功，电势能 Ep 减小，电子动能增大，
电子在不同的轨道上 运动，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，所以原子的能量也是 量子化的。在这些状态中 原子是稳定的。
6
假说3：频率条件(跃迁假说) 针对原子光谱是
线状谱提出
n
E∞
5 4
E5 E4
原子在始、末两
3
E3
个 能 级 跃迁时，
第十八章原子结构
18.4玻尔的原子模型
1
教学目标
知识与技能：
1．知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。
2．了解能级、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。
4．了解玻尔模型的不足之处及其原因。
过程与方法：
1、通过复习回顾和预习检查掌握知识点1；
2、通过师生合作探究，问题引导掌握知识2；
20
卢瑟福的核 式结构模型
?玻尔模型
出现矛盾
复杂（光氦谱）原电子子在某处否单定位体积内玻出尔模现型的概率 —建电立子云
量子力学 理论
18
小结
• 玻尔的原子模型 假说1：轨道量子化 假说2：能级（定态）假说 假说3：频率条件
hEmEn
19
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问题1：玻尔原子理论的基本假设的具体内容是 什么？ 问题2：能级，基态，激发态，跃迁的定义是什 么？
4
新课讲授
一、玻尔原子理论的基本假设
假说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
5
假说2：能级(定态)假说
针对原子的稳定性提出
3、通过练习掌握知识点3；
情感态度价值观
1、高考重要考点；
2、体会物理学发展的过程，体会逻辑推理和实验结合
的研究方法
2
复习回顾：
问题1：卢瑟福的核式结构模型的主要内容是什 么？成功之处是什么？ 问题2：氢原子光谱的特点是什么？ 问题3：经典电磁理论与核心式结构的矛盾是什 么?
3
一、玻尔原子理论的基本假设
被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃
迁，多余能量仍为实物粒子的动能。
14
问题6、能级跃迁时一群氢原子辐射光子的频率 的种类是多少种？能级跃迁时一个氢原子辐射光 子的频率的种类是多少种 ？这两种情况一样吗？
15
三、玻尔模型的局限性
问题1：玻尔原子理论的局限性是什么？ 问题2、正确的理论是什么？
n=1
-13.6 eV
巴尔末公式： 1R (2 12n 12) n3， 4,5,L R =1.10 107m 11 2
赖曼系（紫外线）
∞n－－－－－－－－－E0/eV
5 4 3
巴耳末系（可见光）
2
+
N=1 帕邢系（红外线）
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
1
成功解释了氢光 谱的所有谱线
原子的能量减小。反之，轨道半径增大时，库仑引力做负功， 电势能增大，电子动能减小，原子的能量增大。
11
问题5：巴尔末公式有正整数 n 出现，这里我们
也用正整数 n 来标志氢原子的能级。它们之间是
否有某种关系？ n=
n=5 n=4
0
-0.54 eV -0.85 eV
n=3
巴
耳
n=2
末
系
-1.51 eV -3.40 eV
发射 (或吸收) 光
子的频率可以由前
1
E1
hEmEn
后能级的能量差决 定：
7
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：能量最低的状态(离核最近) 激发态：其他的能量状态
n
5 4
量3 子2 数
1
E∞ E5
激
E4 发 E3 态
E2
E1 基态
轨
道
与
能
1
级
2
相
3对
应
8
13
提升
1. 从高能级向低能级跃迁发射光子：以光子形式辐射 出去（原子发光现象）。
2. 从低能级向高能级跃迁 (1) 吸收光子 对于能量大于或等于13.6eV的光子(电离)；对于能量 小于13.6eV的光子(要么全被吸收，要么不吸收)。
(2) 吸收实物粒子能量
只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁，就能