原子结构《玻尔的原子模型》
高中物理-原子结构玻尔的原子模型课件 (2)
汞原子选择吸收，其内存在
到达P极的电子增加。 为 一个能量为4.9eV的量子态。
I,
什 电子能量小于4.9eV时，电子
形成一峰值
么 碰撞汞原子时其能量几乎没
(3) 每隔V=4.9v，就有 一 峰值出现。
? 有损失。电子能量=4.9eV？ =2*4.9eV ？…
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
除了氢原子光谱外，在解决 其他问题上遇到了很大的困难．
电子在某处单位体积内出现的 概率——电子云
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：
h Em En
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．
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；
玻
3、原子在不同的状态之中具有不
尔
同的能量，所以原子的能量也是
量子化的。
光子的发射和吸收
光子的发射和吸收
原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基 态能量高的状态叫激发态．
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．
高中物理第2章原子结构第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构课件鲁科版选修3
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一 个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨 道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原 子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
届高考一轮复习课件原子结构玻尔的原子模型
①装置示意图：如图14－3－1
②现象：
a．绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿 原来方向
运动，不发生偏转．
b．有少数粒子发生较大
角度的偏转．
c．有极少数粒子的偏转
角超过了90°，有的几乎
达到180°，即被反向弹回．
图14－3－1
(2)原子的核式结构模型： 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析 计算提出 原子核式结构 模型：在原子中心存 在一个很小的核，称为 原子核 ，原子核集中 了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷 的电子在核外空间绕核旋转． 原子核半径数量级为10－15m，原子轨道半径数 量级为10－10m.
②氢原子的能级图(如图14－3－2)：氢原子的
各个定态的能量值，
叫 氢原子的能级
.按能量的大小用
图象表示出来即能级图．
Hale Waihona Puke 其中n＝1的定态称为 基态 .n＝2以上
的定态，称为 激发态 .
图14－3－2
1.卢瑟福的原子核式结构 问题：卢瑟福为什么要用α粒子散射实验研究 原子的结构？ 解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒 子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的 结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且 利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取 α粒子进行散射实验．
的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨
迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列
说法中正确的是( )
《玻尔的原子模型》 学历案
《玻尔的原子模型》学历案一、学习目标1、了解玻尔原子模型的基本假设。
2、理解能级、跃迁的概念。
3、能用玻尔原子模型解释氢原子的光谱现象。
二、知识回顾在学习玻尔的原子模型之前，我们先来回顾一下之前学过的一些相关知识。
卢瑟福的原子结构模型：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。
他认为原子的中心有一个很小但质量很大的原子核，电子在原子核外绕核运动。
经典电磁理论：根据经典电磁理论，带电粒子做加速运动时会向外辐射电磁波，能量会逐渐减少，最终电子会落到原子核上。
但这与原子的稳定性相矛盾。
三、玻尔原子模型的提出1913 年，丹麦物理学家玻尔在卢瑟福原子模型的基础上，结合了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子学说，提出了新的原子模型。
玻尔原子模型的基本假设：假设一：定态假设原子中的电子只能在一些特定的、分立的轨道上运动，这些轨道的能量是稳定的，不辐射也不吸收能量。
电子在这些轨道上运动时，处于定态。
假设二：跃迁假设当电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道时，会吸收或辐射一定频率的光子，光子的能量等于两个轨道的能量差。
假设三：轨道量子化假设电子绕核运动的轨道半径不是任意的，而是量子化的，只能取一些特定的值。
四、能级能级是指原子中电子处于不同的定态轨道时所具有的能量值。
例如，对于氢原子，其能级可以表示为：＄E_n ＝＼frac{136}｛n^2} eV$ （其中 n ＝ 1，2，3，）n ＝ 1 时对应的能级称为基态，n ＞ 1 时对应的能级称为激发态。
五、跃迁电子在不同能级之间的移动称为跃迁。
当电子从高能级跃迁到低能级时，会辐射出光子，其频率为：＄ν ＝＼frac{E_{初} E_{末}｝｛h}＄（其中 h 为普朗克常量）当电子从低能级跃迁到高能级时，会吸收光子，吸收光子的频率也满足上述公式。
六、玻尔原子模型对氢原子光谱的解释氢原子光谱是一系列不连续的谱线，这用经典电磁理论无法解释。
而玻尔的原子模型能够很好地解释这一现象。
玻尔的原子结构模型
➢ 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
假说2：频率条件(跃迁假说E4
3
E3
2
E2
1
E1
针对原子光谱是 线状谱提出
2. 根据玻尔理论，某原子的电子从能量为 E 的轨道跃迁到能
量为 Eʹ 的轨道，辐射出波长为 λ 的光，以 h 表示普朗克常量，
c 表示真空中的光速，则 Eʹ 等于 ( C )
A. E h
c
B. E h
c
C. E h c
D. E h c
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
能级(定态)
针对原子的稳定性提出
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。
原子在始、末两个能 级 Em 和 En ( Em>En ) 间 跃迁时，发射 (或吸收) 光子的频率可以由前后 能级的能量差决定：
h Em En
基
电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加
激
吸收光子
跃迁
18.4玻尔的原子模型
∞ 6 5 4 3 2
1 基态
0 eV
-0.54eV -0.85eV -1.51eV
-3.4eV
激发态
-13.6eV
二、氢原子的能级结构
4、原子发光现象：原子 从较高的激发态向较低的 激发态或态跃迁的过程， 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。 不同的能量，发射的光频 率也不同，我们就能观察 到不同颜色的光。
四、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
同时又应用了“粒子、 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难．
氦原子光谱
拓展与提高
原子结构的认识史
汤姆孙发现怎电子样观修否定改玻原尔子模不可型割 ？
注意区分：处于n=4能级的一个氢原子和一群氢原子最多释放几种
1、一个氢原子跃迁发出可能
的光谱条数最多：n 1
n
E eV
2、一群氢原子跃迁发出可能 ４
-0.85
的光谱条数最多：
３
-1.51
C
2 n
=
n(n 1) 2
２
-3.4
C42 6
１
-13.6
三、玻尔理论对氢光谱的解释
阅读教材P58-P59，小组讨论回答以下几个问题
轨道上运动时的能量公式：
原子的能量包括:原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。
En
e2 -k
rn
1 2
mvn2
-
1 2
k
e2 rn
2 2k 2me 4 E1
玻尔的原子模型
通过多种实验手段验证了玻尔模型的正确性，进一步巩固 了其在物理学界的地位。
要点二
详细描述
除了氢原子光谱实验外，科学家们还通过其他多种实验手 段验证了玻尔模型的正确性。例如，通过测量原子的半径 、电子的轨道半径等物理量，并与玻尔模型的预测值进行 比较，发现实验结果与理论值相符合。这些实验验证进一 步巩固了玻尔模型在物理学界的地位，使其成为研究原子 结构和性质的重要理论框架。
05 玻尔模型的影响与后续发 展
对后世物理学家的启示
玻尔的原子模型为后续的物理学家提 供了研究原子结构的框架，为后续的 理论研究和实验验证奠定了基础。
玻尔模型强调了量子化概念在原子结 构中的作用，启发了后续物理学家对 量子力学的探索和发展。
对量子力学发展的影响
玻尔的原子模型是量子力学发展史上 的重要里程碑，为量子力学的发展提 供了重要的启示和基础。
玻尔模型的成功使得越来越多的物理 学家开始关注量子力学，进一步推动 了量子力学的发展和完善。
后续的原子模型研究
在玻尔模型之后，物理学家们不断改进和完善原子模型，提 出了各种不同的原子模型，如电子云模型、量子点模型等。
后续的原子模型研究进一步揭示了原子结构和性质的本质， 为材料科学、化学等领域的发展提供了重要的理论支持。
玻尔还提出了"定态"和"跃迁"的概念， 解释了原子光谱线的产生原因。
对现代科学的意义
玻尔的原子模型是现代量子力 学和原子物理学的基石之一， 为后续的理论和实验研究奠定
了基础。
该模型不仅解释了当时已知的 许多实验现象，还预测了一些 新的实验结果，如氢原子光谱
线的分裂和偏移。
玻尔的原子模型激发了科学家 们对原子结构和行为的研究兴 趣，推动了物理学和其他学科 的发展。
高中物理 第十八章 原子结构 第4节 玻尔的原子模型讲义(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选
第4节玻尔的原子模型1.丹麦物理学家玻尔提出玻尔原子理论的基本假设。
(1)定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，这些状态中能量是稳定的。
(2)跃迁假设：原子从一个定态跃迁到另一个定态，辐射或吸收一定频率的光子。
hν＝Em－En。
(3)轨道假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。
2．氢原子的轨道半径rn＝n2r1，n＝1,2,3，…氢原子的能量：En＝1n2E1，n＝1,2,3，…一、玻尔原子理论的基本假设1．玻尔原子模型(1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动。
(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的，且不产生电磁辐射。
2．定态(1)当电子在不同轨道上运动时，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，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。
(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。
能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
3．跃迁(1)当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，m>n)时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n，该式被称为频率条件，又称辐射条件。
(2)反之，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。
二、玻尔理论对氢光谱的解释1．解释巴耳末公式(1)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＝E m－E n。
(2)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所处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。
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个能级差，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。
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．
上海科技馆 玻尔提出的‘原子结构模型
上海科技馆是一座融汇了现代科技与文化艺术的综合性博物馆，作为上海市的科普教育基地，上海科技馆展示了许多前沿科技成果和科学理论。
在上海科技馆中，我们可以看到许多关于原子结构的展品和科普知识，而其中最为重要的理论之一就是玻尔提出的原子结构模型。
接下来，我们将来详细了解一下这个理论。
1. 玻尔提出的原子结构模型玻尔是20世纪最重要的物理学家之一，他提出的原子结构模型为后来的原子物理理论奠定了基础。
玻尔模型最为重要的内涵之一，就是他首次提出了原子中的电子具有能级结构这一概念。
他认为，原子核周围的电子并不是绕核心做任意运动的，而是只能沿着特定的轨道运动，这些轨道对应着不同的能级。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或者释放特定的能量，这也为后来的光谱现象提供了理论解释。
2. 原子结构模型的相关实验玻尔提出的原子结构模型并不是凭空演绎出来的，而是通过实验证据来支持的。
其中最为著名的实验就是光谱实验。
科学家们发现，当物质受热或者受到激发时，会产生特定的波长和频率的光线。
通过对这些光线进行分析，他们发现了一些特定的光谱线，这些光谱线正是玻尔模型所预言的能级跃迁所产生的光谱。
这一实验证据极大地支持了玻尔的原子结构模型。
3. 原子结构模型与现代科学的关联玻尔提出的原子结构模型对于当时的科学界来说是一次革命性的突破，但是随着科学技术的发展，人们发现玻尔模型还存在一些局限性。
玻尔模型并不能很好地解释高能量下的原子行为，也不能解释更复杂的原子结构。
现代科学对于原子结构的理解已经远远超出了玻尔模型的范畴，但是玻尔模型仍然为我们提供了理解原子结构的基础。
4. 上海科技馆中的原子结构展品在上海科技馆中，有许多关于原子结构的展品可以帮助我们更好地理解玻尔提出的原子结构模型。
通过模拟原子中电子的运动轨道等展品，观众可以直观地感受到玻尔模型所描述的电子运动的方式。
上海科技馆还通过多媒体展示、互动体验等多种形式向观众介绍原子结构的相关知识，让观众们可以从多个角度进行学习和探索。
玻尔原子结构模型主要观点
玻尔原子结构模型主要观点【摘要】玻尔原子结构模型是20世纪初提出的重要理论，揭示了电子在原子中的运动规律。
该模型主要包括玻尔模型的基本假设、能级概念、光谱线的解释以及其局限性。
通过该模型，人们得以理解原子内电子的轨道运动和能级跃迁，为解释光谱线提供了重要依据。
玻尔模型也存在一些局限性，无法解释更复杂的原子结构现象。
尽管如此，玻尔原子结构模型仍然具有重要意义，为量子力学的发展奠定了基础，推动了现代物理学的进步。
通过对玻尔原子结构模型的研究，我们可以更深入地理解原子内部的微观世界，为科学技术的发展提供了坚实的理论支撑。
【关键词】玻尔原子结构模型、玻尔模型、基本假设、能级、光谱线、局限性、重要性、现代量子力学、发展。
1. 引言1.1 玻尔原子结构模型概述玻尔原子结构模型是由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出的，并于1913年首次提出。
这一模型是为了解释氢原子光谱中的谱线规律而建立的。
玻尔原子结构模型是量子力学的奠基之作，为后来的量子理论的发展奠定了基础。
玻尔原子结构模型的核心思想是电子围绕原子核旋转，且只能在特定的轨道（能级）上运动，而不能在中间状态停留。
这些能级是量子化的，即只能取离散的数值。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会释放或吸收特定频率的光子，形成光谱线。
这一模型的重要性在于它成功地解释了氢原子光谱中的谱线位置和间距。
此外，玻尔模型对于量子力学的发展也起到了重要的作用，为人们理解微观世界提供了新的视角。
总的来说，玻尔原子结构模型的提出是一次重要的科学突破，影响深远，也为后续量子力学的发展奠定了基础。
2. 正文2.1 玻尔原子结构模型主要观点1. 原子是由一个核和围绕核旋转的电子组成的。
电子只能在特定的轨道上运动，而不会螺旋入核。
2. 电子在不同轨道上具有不同的能量，这些能量被称为能级。
电子可以跃迁到更高或更低能级，释放或吸收能量。
3. 玻尔模型描述了电子在不同轨道上的运动方式，并解释了氢原子光谱线的产生原因。
波尔的原子模型总结
波尔的原子模型总结波尔的原子模型是20世纪初提出的一种描述原子结构的模型，它对原子的特性和行为做出了重要解释。
本文将围绕波尔的原子模型展开，从历史背景、基本原理、实验证据和应用等方面进行综述。
一、历史背景20世纪初，科学家们对原子的结构和性质知之甚少。
当时的原子理论无法解释原子光谱现象，无法解释为什么原子是稳定的，也无法解释为什么原子在发光和吸收光时只能发生特定的颜色或频率。
在这个背景下，丹麦物理学家尼尔斯·波尔提出了他的原子模型。
二、基本原理波尔的原子模型基于以下几个基本假设：1. 原子由一个中心核和围绕核运动的电子组成；2. 电子只能在特定的能级轨道上运动，每个轨道都对应一定的能量；3. 电子在能级轨道之间跃迁时，会吸收或释放特定能量的光子。
三、实验证据波尔的原子模型提出后，许多实验证据证实了它的正确性。
1. 原子光谱：原子在吸收能量时，电子会跃迁到高能级轨道，当电子从高能级跃迁回低能级时，会释放出特定频率的光。
这解释了原子光谱现象，也验证了波尔的能级理论。
2. 玻尔模型对氢原子光谱的解释：波尔用他的模型成功解释了氢原子光谱线的频率和能量关系，从而得到了氢原子的能级图。
3. X射线衍射：X射线通过晶体时会发生衍射，这表明晶体中的原子排列是有序的，支持了波尔的原子模型。
四、应用波尔的原子模型对于理解原子结构和性质、解释光谱现象以及推动量子力学的发展起到了重要作用。
1. 原子结构研究：波尔的模型揭示了原子由核和电子组成的结构，为后续的原子结构研究奠定了基础。
2. 光谱分析：波尔的模型解释了原子发射光谱和吸收光谱的现象，为光谱分析提供了理论依据。
3. 量子力学的发展：波尔的原子模型为量子力学的发展提供了重要线索，奠定了波尔量子化条件的基础。
总结：波尔的原子模型通过引入能级概念，成功解释了原子光谱现象，并为后续的原子结构研究和量子力学的发展奠定了基础。
虽然波尔的原子模型在某些方面存在局限性，但它为我们理解原子的基本结构和性质提供了重要的思路和启示。
玻尔原子模型
玻尔原子模型玻尔原子模型是由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔在1913年提出的一种描述原子结构的模型。
该模型通过量子力学的观点解释了氢原子的光谱现象，为后续的量子力学理论奠定了基础。
本文将介绍玻尔原子模型的发展背景、基本原理以及其对于原子结构的重要影响。
一、发展背景在20世纪初，对原子结构的认识相对模糊。
传统的理论无法解释氢原子光谱发射线的不连续性。
为了解决这个问题，玻尔提出了他独特的原子模型。
二、玻尔原子模型的基本原理玻尔原子模型在经典物理学的基础上引入了量子化概念，通过以下几点理论来解释氢原子光谱现象：1. 原子中的电子绕着原子核旋转，但只能存在于特定的能级上。
2. 电子在不同能级之间跃迁时会吸收或者发射特定频率的光子。
3. 电子旋转半径与能级高低有关，能级越高，电子离原子核越远。
三、玻尔原子模型对原子结构的影响玻尔原子模型的提出对后续物理学的发展产生了深远的影响：1. 玻尔原子模型的量子化概念为后来的量子力学理论提供了基础。
量子力学为解释原子结构和性质提供了更为精确的数学模型。
2. 玻尔原子模型通过电子跃迁释放或吸收特定频率的光子解释了原子光谱，为光谱分析提供了理论基础。
3. 玻尔原子模型的影响延伸至其他粒子和物理体系。
类似的量子化概念被应用于核物理和粒子物理领域。
四、玻尔原子模型的局限性尽管玻尔原子模型是对当时来说非常重大的突破，但它也存在一些局限性：1. 该模型仅适用于氢原子，无法准确描述其他原子的光谱现象。
2. 玻尔原子模型无法解释电子为什么会围绕核旋转，并且为何只能在特定轨道上存在。
3. 该模型无法解释复杂原子的结构和性质，对于更高能级的电子行为无法给出详细描述。
五、总结玻尔原子模型是描述氢原子结构的突破性模型，通过量子化概念和电子跃迁现象解释了氢原子光谱的不连续性。
该模型对后续的量子力学理论和光谱分析学产生了重要影响，为解释原子结构和探索微观世界奠定了基础。
尽管存在局限性，玻尔原子模型对于现代物理学的发展仍然具有不可低估的价值。
玻尔的原子模型
设汞原子的基态能量为E0，第一激发态的能量为E1，初速为零 的电子在电位差为U的加速电场作用下，获得能量为eU，具有这种 能量的电子与汞原子发生碰撞，当电子能量eU<E1-E0时，电子能量 几乎不损失。如果eU≥E1-E0=ΔE，则汞原子从电子中取得能量ΔE， 而由基态跃迁到第一激发态，ΔE=eUC。相应的电位差UC即为汞原子 的第一激发电位。 在实验中，逐渐增加UG2K，由电流计读出板极电流IA，得到如 下图所示的变化曲线. IA (uA)
说明：
（1）这里的能量指总能量(即E=Ek+Ep) （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。 例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
（3）能级与能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫
它的能级。 基态和激发态： 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， 这个定态叫基 态；除基态以 外的能量较高 的其他能级， 叫做激发态。
hv En Em
(h为普朗克常数)
本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能 量而实现，并满足能量选择定则：
eU En Em
(U为激发电位)
弗兰克—赫兹实验
弗兰克-赫兹实验玻璃容器充以需测量的气体，本实 验用的是汞。电子由阴级K发出，K与栅极G之间有加速 电场，G与接收极A之间有减速电场。当电子在KG空间经 过加速、碰撞后，进入KG空间时，能量足以冲过减速电 场，就成为电流计的电流。
1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得 了当年的诺贝尔物理学奖（1926年于德国洛丁 根补发）。弗兰克-赫兹实验至今仍是探索原 子内部结构的主要手段之一。所以，在近代物 理实验中，仍把它作为传统的经典实验。
高中物理人教版选修3-5 18.4 波尔的原子模型
18.4 玻尔的原子模型（人教版）★中学物理学科核心素养玻尔原子理论的基本假设★教学难点玻尔理论对氢光谱的说明。
★教学方法老师启发、引导，学生探讨、沟通。
★教学用具：投影片，多媒体协助教学设备★课时支配1 课时★教学过程（一）引入新课依据卢瑟福的原子核式结构模型，以及经典物理学，我们知道核外的电子在库仑力的作用下将绕原子核高速旋转。
在前面的学习中，我们知道运动的电子可以形成等效电流，→又依据电流磁效应，我们可以推导出这个高速运动的电子四周会产生周期性变更的电磁场，从而向外辐射电磁波→导致原子的能量削减→，这个能量削减，我们可以看成是电子的动能削减了，那电子的动能削减了，速度就要变少，速度变小了，电子将半径减小的向心运动，最终落入原子核中，这样的话原子结构将是不稳定的。
但是事实上这个理论推导结果跟试验是不符合的，因为我们原子结构是稳定的，这是经典物理学没有方法说明的，这是第一个冲突的地方师：其次，假如做这样的向心运动，向外辐射的电磁波的能量是连续的还是分立的生：连续的师：这与试验符合吗？生：不符合，因为我们知道原子光谱是不连续的师：所以，经典的电磁理论不能说明核外的电子的运动状况和原子的稳定性.须要新的理论来说明。
老师：在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，波尔于1913年把量子化这个观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。
（二）进行新课1．玻尔的原子理论（1）轨道量子化假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动但是，电子轨道半径不是随意的，只有当半径大小符合肯定条件时，这样的轨道才是可能的。
即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。
（2）能级（定态）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。
卢瑟福的原子结构和玻尔模型
卢瑟福的原子结构和玻尔模型卢瑟福的原子结构和玻尔模型是两种关于原子内部结构的理论，对于我们理解原子的组成和性质起到了重要作用。
本文将分别介绍卢瑟福的原子结构和玻尔模型，并探讨它们的意义和应用。
卢瑟福的原子结构卢瑟福的原子结构理论是由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福于1911年提出的。
他的实验基于阿尔法粒子的散射，通过观察散射角度的变化来研究原子结构。
卢瑟福的实验结果表明，原子具有一个非常小而且带正电荷的核心，周围环绕着负电子云。
这一理论被称为“卢瑟福模型”。
卢瑟福实验的关键在于发现了阿尔法粒子的散射现象。
他将放射性物质放置在一个金箔薄片上，当阿尔法粒子经过金箔时，大部分粒子会直线通过，但也有一小部分粒子会被散射。
通过观察散射角度的变化，卢瑟福得出结论：原子核是非常小而且带正电荷的，而电子则分布在核外围形成电子云。
卢瑟福的原子结构理论对于我们理解原子内部的组成和性质具有重要意义。
它揭示了原子核和电子之间的相互作用，解释了原子的稳定性和化学性质。
此外，卢瑟福的实验结果还为后来的量子力学理论奠定了基础。
玻尔模型玻尔模型是由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的，它是对卢瑟福模型的进一步发展和完善。
玻尔模型基于卢瑟福的原子结构理论，提出了电子在原子内部的能级和轨道运动的概念。
根据玻尔模型，电子绕核心旋转在特定的轨道上，每个轨道对应一个特定的能级。
电子在较远离核心的轨道上具有较高的能量，而在较靠近核心的轨道上具有较低的能量。
当电子吸收或释放能量时，它们会在不同的能级之间跃迁，这解释了原子光谱中的谱线现象。
玻尔模型的核心思想是量子化，即电子只能处于特定的能级上，而不能处于中间的能级。
这一概念为后来的量子力学奠定了基础，并在解释原子光谱、化学键形成等方面发挥了重要作用。
卢瑟福的原子结构和玻尔模型的意义和应用卢瑟福的原子结构和玻尔模型为我们理解原子的内部结构和性质提供了重要的理论基础。
它们不仅帮助我们解释了原子的基本组成，还揭示了原子的稳定性、化学性质和光谱现象等重要特性。
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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
也是量子化的
原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子的稳定性提出
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。
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）跃迁时伴随着电子动能、原子电势能 与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原
子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子 能量减小．反之，轨道半径增大时，原子
电势能增大，电子动能减小，原子能量增
大．
原子结构《玻尔的原子模 型》
rn n2r1
氢
(r1=0.053nm)
原 子 能
En
1 n2
E1
级
( E 1 13 .6子模
型》
说明1：（1）氢原子各定态的能量值，为电
子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和( 即E=Ek+Ep)
例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
巴 耳 末 系
原子结构《玻尔的原子模 型》
-3.40 eV -13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴耳末公式R=1.10107m1 里德伯常量
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
-13.6
二、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：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
氢 n= 原 n=5 子 n=4 能 n=3
级 跃
迁 n=2
与 光 谱
图 n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV
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,
认
连续变化,原子光
为 谱应该是连续光谱
事
原子光谱是不
实
连续的,是线
状谱
原子结构《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 年丹麦的物理学家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。
➢ 问题2：气体导电发光机理是什么？ ➢ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征
说明3 处于激发态的原子由于不稳定，会自 发的向低能级跃迁，并产生不同频率的谱线。
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激 发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
N=
n(n 1)
2
但如果氢原子核外只有一个电子，这个电子在 某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某 段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时， 可能的情况只有一。
说明2：
1 从高能级向低能级跃迁时要释放能量。以光
子形式辐射出去----- 发射光子（原子发光现象 2）从低能级向高能级跃迁要吸收能量
（1） 若吸收光子 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）若吸收实物粒子能量
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,多余原型能子》结量构仍《玻为尔的实原子物模粒子动能。
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
轨道与能级相对应
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
５
赖曼系（紫外线）
４
-0.54 -0.85
３
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
帕邢系（红外线） N=1
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
１
成功解释了氢原光子结谱构《的玻尔的所原子有模 谱线。 型》
原子结构《玻尔的原子模 型》
说明4. 跃迁与电离的问题 原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光
子，其光子的能量都必须等于这两个能级 的能量差．若想把处于某一定态上的原子 的电子电离出去，就需要给原子一定的能 量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子 都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入 射光子的能量越大，原子电离后产生的电 子具有的动能越大．
率由前后能级的能量差决定。即hν＝Ｅm-Ｅn其中ν为对应 光子的频率。
低 能 En 级
吸收光子
跃迁
辐射光子
高 Em 能
级
原子结构《玻尔的原子模 型》
跃迁情形
５
E∞
Ｅ５
nn
４
Ｅ４
３
Ｅ３
２
Ｅ２
１
原子结构《Ｅ玻１尔的原子模
型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
玻尔（1885~1962）
原子结构《玻尔的原子模 型》
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
e
理 子损失了能量，其轨
论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使
e+
为 原子变得不稳定．
事 实
e
v F
r+ e
原子结构《玻尔的原子模 型》
经
由于电子轨道的变
原子结构《玻尔的原子模 型》
➢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
E∞
５ ４
３
Ｅ５
Ｅ４ Ｅ３
激发态
量
２
子
Ｅ２
1 2
3
数
１
Ｅ１ ——基态
能级图原型子》结构《玻轨尔的道原子与模能级相对应
针对原子光谱是线状谱提出
电子在始、末两个能级Em和En（ Em>En ）间跃迁时会 发射（或吸收）光子的频率，发射（或吸收）光子的频
（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。且其大小总大于同一
定态的动能值，所以各定态能量值均为负值,
因此，不能根据氢原子的能级公式
得出 E n
E1 n2
氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。
原子结构《玻尔的原子模
型》
(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大