高中物理选修3-5教学设计 2.3 玻尔的原子模型 教案
人教版高中物理选修(3-5)-18.4《玻尔的原子模型》名师教案
4 玻尔的原子模型河北省张家口市第一中学王俞瑜核心素养通过《玻尔的原子模型》的学习过程，培养学生尊重事实，敢于质疑、大胆想象、严谨认真的科学态度和科学精神，提高学生的创新能力。
学习目标1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容．(重点)2.了解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念．(重点)3.掌握用玻尔原子理论简单解释氢原子模型．(重点、难点)4.了解玻尔模型的不足之处及其原因.知识脉络教学过程课前：登陆平台，发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）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做能级，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，其他的能量状态叫做激发态．3．跃迁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(其能量记为E n，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件．判断：1．玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的．(√)2．电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态．(√) 3．电子能吸收任意频率的光子发生跃迁．(×)思考：1．玻尔的原子模型轨道与卢瑟福的行星模型轨道是否相同？【提示】不同．玻尔的原子模型的电子轨道是量子化的，只有当半径的大小符合一定条件时才有可能．卢瑟福的行星模型的电子轨道是任意的，是可以连续变化的．2．电子由高能量状态跃迁到低能量状态时，释放出的光子的频率可以是任意值吗？【提示】不可以．因各定态轨道的能量是固定的，由hν＝Em－En可知，跃迁时释放出的光子的频率，也是一系列固定值．合作讨论：根据玻尔原子模型，原子核外的电子处于一系列不连续的轨道上，原子在不同的轨道又具有不同的能量．探讨1：原子处于什么状态稳定，什么状态不稳定？【提示】原子处于基态时是稳定的，原子处于激发态时不稳定．探讨2：原子的能量与电子的轨道半径具有怎样的对应关系？【提示】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．重点理解：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．氢原子各条可能轨道上的半径r n＝n2r1(n＝1,2,3…)其中n是正整数，r1是离核最近的可能轨道的半径，r1＝0.53×10-10 m．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．2．能量量子化(1)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．(2)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，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式E n＝E1/n2 (n＝1,2,3…)其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6 eV，n是正整数，称为量子数．量子数n越大，表示能级越高．(3)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．3．跃迁原子从一种定态(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，光子的能量由这两种定态的能量差决定，.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“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁．解决玻尔原子模型问题的四个关键(1)电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量．(2)原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定．(3)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．(4)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．二．玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论的局限性1．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．2．玻尔理论的局限性(1)成功之处玻尔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，成功解释了氢原子光谱的实验规律．(2)局限性保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运动．(3)电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云．（提示：请打开素材“动画演示：能级状态”）判断：1．氢原子能级的量子化是氢光谱不连续的成因．(√)2．玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线．(√)3．巴耳末公式是玻尔理论的一种特殊情况．(√)4．玻尔理论能成功地解释氢光谱．(√)5．电子云就是原子核外电子的分布图．(×)思考：1．根据巴耳末公式1/λ＝R(1/22－1/n2)计算出的氢原子光谱线是玻尔模型中电子怎样跃迁发出的？【提示】巴耳末公式代表的是电子从量子数n＝3,4,5…的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线．2．电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量子化又如何解释？【提示】在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道，只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在r n＝n2r1处的概率大．合作讨论：如图所示为一氢原子的能级图，一个氢原子处于n＝4的能级．探讨1：该氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出几种频率的光子？【提示】3种．探讨2：该氢原子的电离能是多大？要使该氢原子电离，入射光子的能量必须满足什么条件？【提示】0.85 eV、E≥0.85 eV重点理解1．能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6 eV。
玻尔的原子模型教学设计
《玻尔的原子模型教学设计》【教材分析】1.在教材中的地位作用本课题处于高中物理选修3-5第十八章第四节，选修3-5第十八章《原子结构》原子结构作为联系物理和化学的纽带,不仅是学过的原子结构知识的综合和扩展,也是以后学习原子核的基础。
从前后联系来看，有利于巩固学生对氢原子光谱地认识。
有利于强化学生对原子发光地认识。
在讲解时，对推理方法、思维方法地分析，为今后学习原子核打下了必要条件。
起到承上启下地作用。
教材安排具有目地性，教材这节结构能较好地突出理论于实践地统一，使学生明白物理规律既可直接从实验得出，也可用已知规律从理论上推导得出。
本节是高考的重点和热点，主要以选择题和填空题的形式考查，所以应突出对每个概念、规律、现象的理解。
紧扣教材，重点对玻尔理论、能级跃迁规律的理解。
这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．2.教材的特点本章教材有一个共同的特点就是以卢瑟福核式结构模型为基础，让学生得出感性认识，再通过光谱分析总结出原子发光的不同规律，在通过对典理论的困难的基础上提出假设从而形成对玻尔原子模型的理性认识。
【教学目标】1. 知识、技能目标：①了解玻尔原子模型及能级的概念。
②理解原子的发光和吸收光子的频率与能级差的关系。
③知道玻尔对氢原子光谱的解释以及玻尔理论的局限性。
2. 能力、方法目标：①通过假设理论的研究，进一步培养学生观察现象，分析、归纳、总结规律的能力．在讨论归纳中锻炼学生地语言表达能力。
②通过对典理论的困难的基础上提出假设，培养学生掌握概念和规律及方法相关知识的区别和联系的理解能力、观察能力、实验能力、思维能力、自学能力。
综合应用能力；练习科学方法；培养创新精神；发展个性和特长。
③培养观察能力、分析推理能力以及创新意识、发明意识等；④通过计算机模拟培养学生的推理及空间想象能力;3. 情感、态度目标：①培养学生尊重客观事实，世界是客观的，而人又是具有主观能动性的科学的辩证唯物主义的认识观和世界观。
高中物理《玻尔的原子模型》优质课教案、教学设计
《玻尔原子模型》教学设计，进行新课 回顾科学家们对原子结构的探索过程汤姆孙发现电子 → 否定原子不可分割 → 建立西瓜模型→ 不能解释 α 粒子散射实验 → 否定原子不可分割 → 建立卢瑟福核式结构模型 → 两个困难 不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 → 否定卢瑟福核式结构模型 → 建立新的原子理论玻尔在普朗克的量子化和爱因斯坦的光子说的基础上,提出了自己的原子模型,主要是轨道量子化假说,能量量子化假说,能级跃迁假说.1、玻尔的原子理论（1） 能级（定态）假设：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。
（本假设是针对原子稳定性提出的） （2） 轨道量子化假设：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。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条 可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径： r =n 2r n=1，2，3…… n 1能 量 ： E = 1E n=1，2，3…… n n21 式中 r 1、E 1、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，r n 、E n 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。
（3）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为 E n ）跃迁到另一种 定态（设能量为 E m ）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 ν =E m - E n （h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）3、氢原子的能级图思考老师提出的问题。
在老师的引导思考回答问题。
思考学过的知识。
分组讨论得出通过分析、讨论、归纳，思考学过的知识。
高中物理选修3-5教学设计3：18.4 玻尔的原子模型教案
4玻尔的原子模型
[教学目标]：
1.掌握玻尔理论的主要内容，理解原子的定态和能级的概念；
2.初步理解原子基态、激发态的概念，掌握能级图，了解能量辐射与吸收的规律；
3.通过对玻尔提出原子理论过程的讲述，培养学生创造能力，学习科学的研究方法。
[重点、难点分析]:
1.重点是玻尔的原子理论及量子思想；
2. 轨道能级的概念及对原子发光现象的解释是本节的难点.
[教学方法]：
1．在讲授过程中，通过提出矛盾——解决问题的基本思路，结合历史实际情况，加深学生对玻尔假设的认识；
2．本课将通过电脑进行形象的模拟，符合由感性到理性的认知过程。
[教具]:电子课件,投影仪,圆规
第二节．玻尔原子理论
一． 玻尔的原子理论：
假设一：（定态假设）
假设二：（跃迁假设）
假设三：（轨道假设）
二．氢原子的轨道半径和能量：r n= n2r1，
E n= E1/n2
n= 1，2，3......
n叫量子数
三．氢原子的能级：
基态
激发态＿＿[ 结合演示]
能级跃迁。
2.3玻尔的原子模型 学案(2020年鲁科版高中物理选修3-5)
2.3玻尔的原子模型学案（2020年鲁科版高中物理选修3-5）第3节玻尔的原子模型目标定位1.知道玻尔原子理论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发光问题一.玻尔的原子模型1定态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做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态2跃迁假设原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，即hE2E1.3轨道假设原子的不同能量状态对应于电子不同的运行轨道，原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道也是不连续的轨道半径r跟电子动量mv的乘积满足下式的这些轨道才是可能的mevrnn1,2,3，式中n是正整数，称为量子数想一想氢原子从高能级向低能级跃迁时，是不是氢原子所处的能级越高，释放的光子能量越大答案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，释放的光子能量不一定越大二.氢原子的能级结构1氢原子的能级公式和轨道半径公式Enn1,2,3，rnn2r1n1,2,3，式中E113.6eV，r10.531010m.2氢原子能级图如图1所示图13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，由于原子的能级是不连续的，所以放出的光子的能量也是不连续的，因此原子的发射的光频率也不同一.对玻尔理论的理解1轨道量子化1轨道半径只能够是一些不连续的.某些分立的数值2氢原子的电子最小轨道半径为r10.053nm0.531010m，其余轨道半径满足rnn2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数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E113.6eV.3激发态除基态之外的其他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氢原子各能级的关系为EnE1E113.6eV，n1,2,3，3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，即高能级低能级En【例1】多选按照玻尔原子理论，下列表述正确的是A核外电子运动轨道半径可取任意值B氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即h|EmEn|D氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量答案BC解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C 正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误【例2】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的过程中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，原子的电势能增大答案D解析根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知电子离核越远，即r越大时，电子的动能越小，故A.C错；由r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D正确借题发挥当氢原子从低能量态En向高能量态Emnm跃迁时，r增大，Ek减小，Ep增大或r增大时，库仑力做负功，电势能Ep增大，E增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量hEmEn.二.原子能级和能级跃迁的理解1氢原子能级图如图2所示图22根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为n的氢原子跃迁到基态时，可能辐射出不同频率的光子数可用NC计算3原子从低能级向高能级跃迁只能吸收一定能量的光子，即当一个光子的能量满足hE末E初时，才可能被某一个原子吸收，而当光子能量h 大于或小于E末E初时都不能被原子吸收；原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差【例3】如图3所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图图3答案12.75eV跃迁图见解析图解析氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足hEnE22.55eVEnhE20.85eV所以n4基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供的能量为EE4E112.75eV.跃迁图如图所示借题发挥1如果是一个氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，可能发出的不同频率的光子数为n1.2如果是一群氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，发出不同频率的光子数为N.针对训练如图4所示，1.2.3.4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级处在n4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光子中，波长最长的是图4An4跃迁到n1时辐射的光子Bn4跃迁到n3时辐射的光子Cn2跃迁到n1时辐射的光子Dn3跃迁到n2时辐射的光子答案B解析根据玻尔理论EmEnhh，能级差越小，发射光子的越小，越长，故B对.对玻尔理论的理解1多选玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有A原子处在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B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射或吸收一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案ABC解析A.B.C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关2多选对氢原子能级公式En的理解，下列说法中正确的是A原子定态能量En是指核外电子动能与核之间的静电势能的总和BEn是负值CEn是指核外电子的动能，只能取正值D从式中可以看出，随着电子运动半径的增大，原子总能量减少答案AB解析这里是取电子自由态作为能量零点，所以电子处在各个定态中能量均是负值，En表示核外电子动能和电子与核之间的静电势能的总和，所以选项A.B对，C错，因为能量是负值，所以n越大，En越大，D错氢原子能级及跃迁3多选氢原子能级如图5所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是图5A氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656nmB用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3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633nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级答案CD解析由氢原子能级图可知氢原子从n2跃迁到n1的能级的能量差大于从n3跃迁到n2的能级的能量差，根据|EnEm|h和可知，|EnEm|h，选项A错误；同理从n1跃迁到n2的能级需要的光子能量大约为从n3跃迁到n2的能量差的五倍左右，对应光子波长应为从n3跃迁到n2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项B错误；氢原子从n3跃迁到n1的能级的能量差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项C正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|EnEm|h，选项D正确4用频率为0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1.2.3的三条谱线，且321，则A01B321C0123D.答案B解析大量氢原子跃迁时，只有三种频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据跃迁公式有，h3h2h1，解得321，选项B正确.。
玻尔的原子模型教案
玻尔的原子模型教案教案标题：探索玻尔的原子模型一、教学目标：1. 理解原子结构的发展历程，了解玻尔的原子模型的基本原理和特点。
2. 掌握玻尔的原子模型的结构和特点，能够运用该模型解释原子光谱和能级跃迁。
3. 培养学生的实验探究能力和科学思维，通过实验和讨论，加深对原子结构的理解。
二、教学重点和难点：重点：玻尔的原子模型的基本原理和特点，原子光谱和能级跃迁的解释。
难点：理解原子的能级结构和玻尔模型的提出及其意义。
三、教学内容和过程：1. 导入：通过提问和讨论，引导学生回顾原子结构的历史发展，引出玻尔的原子模型。
2. 学习：介绍玻尔的原子模型的基本原理和特点，包括定态、能级、能级跃迁等概念，并进行示意图和数学推导的讲解。
3. 实验探究：设计实验，让学生通过测量氢原子光谱线的波长，验证玻尔模型对氢原子光谱的解释，引导学生观察实验现象，分析实验数据，加深对玻尔模型的理解。
4. 拓展应用：通过案例分析和讨论，引导学生了解玻尔模型在其他原子和分子的应用，如氢分子离子、氦原子等。
5. 总结归纳：对玻尔的原子模型进行总结和归纳，强调其在原子结构研究中的重要性和意义。
6. 作业布置：布置相关阅读和思考题，巩固和拓展学生对玻尔模型的理解和应用。
四、教学手段和资源：1. 多媒体课件：用于呈现玻尔模型的基本原理和实验过程。
2. 实验器材：用于进行氢原子光谱线测量实验。
3. 教科书和参考书：用于学生课后阅读和深入学习。
五、教学评价：1. 实验报告：学生完成实验报告，包括实验目的、方法、数据处理和结论等内容。
2. 课堂讨论：通过课堂讨论和提问，检查学生对玻尔模型的理解和应用能力。
3. 作业考查：布置相关作业，检验学生对玻尔模型的掌握程度。
通过以上教学设计，学生将能够全面了解玻尔的原子模型，掌握其基本原理和应用，培养实验探究能力和科学思维，为学生今后的学习和科研打下坚实基础。
玻尔的原子模型说课稿
《玻尔的原子模型》说课稿一、考情分析高中物理介绍了三种原子结构模型分别是汤姆孙原子模型、卢瑟福原子核式结构、玻尔原子模型，原子结构内容比较抽象，高考对这部分内容虽然要求较低但历届高考命题均有涉及，其中对玻尔理论的考查常以氢原子为例，集中体现对定态假设、跃迁假设的理解能力及推理能力、抽象思维能力的考查，以及和光电效应相结合，独立成题或者以选择题部分选项为主。
二、说教材本课题是高中物理选修3-5第十八章第四节，选修3-5第十八章《原子结构》原子结构作为联系物理和化学的纽带,不仅是学过的原子结构知识的综合和扩展,也是以后学习原子核的基础。
有利于巩固学生对氢原子光谱的认识，强化学生对原子发光的认识，起到承上启下的作用。
整章内容贯穿着发现问题——提出猜想——实验验证--建立模型——解释模型”过程。
本节教材通过玻尔发现问题--提出假说--解决问题--不足之处展开，本节教学重点是对玻尔理论、能级跃迁规律的理解。
从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体验科学家的思维方法．尽管玻尔模型后来被证明很不完善，但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑，玻尔理论解决了原子的稳定性和光谱分立性问题，引入的量子观念、定态和跃迁概念对人类在认识微观领域上观念的转变作出了重大贡献!它进一步说明微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能更好地解决。
本节内容是本章的重点，也是难点，本节内容容量大、不易理解，计划用2课时，本节是第1课时。
三、说学情学生通过前面三节内容已经学习了卢瑟福的核式结构模型、氢原子光谱特征，对原子模型和光谱特征已有感性的认识。
本节课通过对光谱特征分析总结出原子发光的不同规律，通过对经典理论遇到困难的基础上提出假设从而形成对玻尔原子模型的理性认识。
从研究方法上来看，学生在必修一伽利略研究自由落体运动这节内容已接触过发现问题——提出假说这种科学研究方法；从知识水平上看，本节内容抽象，肉眼不可见，远离生活，学生难以理解。
【人教版】高中物理选修3-5优秀教学案集：第十八章 第4节 玻尔的原子模型 Word版含答案
第4节玻尔的原子模型1．丹麦物理学家玻尔提出玻尔理论的基本假设(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＝E m－E n。
(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r n＝n2r1，n＝1,2,3，…氢原子的能量：E n＝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做能级，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，其他的能量状态叫做激发态。
3．跃迁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(其能量记为E n，m>n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。
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。
三、玻尔理论的局限性1．成功之处玻尔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，成功解释了氢原子光谱的实验规律。
波尔的原子模型教案
《波尔的原子模型》教学设计作者：李雪梅课题：波尔的原子模型教材：新课标人教版选修3-5教材分析：本教材内容选自高中物理新课标选修3-5第十八章第四节，本章内容是在学生们学习了波粒前一章二象性之后编排的，本课起到了承前启后的作用，也可以引发学生们对氢原子光谱的再认识。
本课内容分为三部分：第一部分，波尔原子理论的三个基本假设，使学生们感性的构造一个初步的原子模型；第二部分，波尔模型的局限性，在量子力学体系里有很多理论还不完善，使学生们客观的评价和认识波尔的原子模型，既能认识到该理论在人类认识史上的里程碑意义，也能认识到该理论的局限性；第三部分，波尔理论对氢光谱的解释，对波尔模型认识的检验，如何用新的理论解释氢原子光谱。
本课内容基础知识点多，有很多新的定义新思想。
还运用物理学的经典方法模型法。
所以理清波尔模型的条理，在思维中建立形象化的模型是学习的关键。
本课对于培养学生们的抽象思维，建立对微观世界的初步认识都有非常重要的意义。
学生分析本课的学习对象是高二年级理科学生，学生们在学习之前大量的理论知识后学习量子理论的简单知识有助于提高学生的思维能力。
学生在学习本课之前已经学习了汤姆孙的枣糕模型、西瓜模型、卢瑟福的核式结构，以上理论在原子的稳定性事实和氢光谱实验中出现矛盾，学生对微观世界研究方法也有了初步的认识，同时课程的编排也是按人类对微观系统认识的过程进行，这让学生们增长科学素养的同时也会误导一些学生，将一些理论纠缠在一起，导致混乱，所以区分这些理论，并认识它们的特点与不足，是学生们理性思维一次绝佳的锻炼。
学生在上课之前要做诸多准备，对课堂内容熟悉，并分小组设计模型，准备工具，课堂完成模型制作。
教学目标一．知识与技能学生们认识微观模型的过程是大家从牛顿的宏观向微观的一种思维转换，为建立基础的量子世界建立基础。
1.了解人类探索原子结构的历史及有关的经典实验2.通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构二．过程与方法科学离开想象将无法前行，本课运用多种科学方法：假设，模型法等，使学生们掌握更科学的研究方法。
鲁科版高中物理选修3-5：《玻尔的原子模型》导学案-新版
的， 电子虽然绕核运动， 但并不向外
这些状态叫定态。 （本假设是针对原子稳定性提出的） （2） 跃迁假设： 原子从一种定态 （设能量为 En） 跃迁到另一种定态 （设 能量为 Em）时，它_____________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 Em En （h 为普朗克常量） （3）轨道量子化假设：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。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布 也是 的。
将您自学过程中存在的疑问写在下面：
；电子吸收能量后，从基态跃迁到较高 ，当电子从高能级跃迁到低能级时， 能
能量；当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要
【典例分析】 题型一：对玻尔原子模型的理解 玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（ ）
A.原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射 能量 B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的 可能轨道的分布是不连续的 C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子 D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率。
，各个确定的能量值叫
根据以上结果，把氢原子所有可能的能量值画在一张图上，就得到了氢原 子的能级结构图：
（3）玻尔理论对氢原子光谱特征的定性解释。在正常或稳定状态时， 原子尽可能处于最低能级，电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨 道，这时原子的状态叫做 的能级，这时原子的状态叫做 原子会 量。 【自学质疑】
B.电子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动能增大 D.原子的能级值增大
【拓展延伸】——原子能级跃迁问题 跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从某一轨道跃迁到另 一轨道对应着原子就从一个能量状态(定态)跃迁到另一个能量状态(定态)． 1．跃迁时电子动能、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． 2．使原子能级跃迁的两种粒子一光子与实物粒子 (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， 不存在激发到 n 能级时能量有余， 而激发到 n+1 时能量不足，则可激发到 n 能级的问题． (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，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能量大 于或等于两能级的能量差值(E=En-Ek)，均可使原子发生能级跃迁． 3．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
人教版高中物理选修3-5学案：第十八章学案4波尔的原子模型
个帅哥帅哥的 ffff4玻尔的原子模型[学习目标 ] 1.知道玻尔原子理论的基本假定的主要内容.2.认识能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等观点，会计算原子跃迁时汲取或辐射光子的能量.3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱．一、玻尔原子理论的基本假定[导学研究 ] (1)依据经典理论，核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动．我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相像之处，电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动也必定有某些相像之处，那么若将卫星—地球模型减小能否就能够变为电子—原子核模型呢？答案不可以够．在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的值，而卫星的轨道半径可按需要随意取值．(2)氢原子汲取或辐射光子的频次条件是什么？它和氢原子核外的电子的跃迁有什么关系？答案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(其能量记为E n) 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＝ E m－ E n(m＞ n)．这个式子称为频次条件，又称辐射条件．当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态，汲取的光子的能量相同由频次条件决定．[知识梳理 ]玻尔原子模型的三点假定(1)轨道量子化①轨道半径只好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，其他轨道半径知足2r n＝n r 1， n 为量子数， n＝1,2,3， .(2) 能量量子化①不一样轨道对应不一样的状态，在这些状态中，只管电子做变速运动，却不辐射能量，所以这些状态是稳固的，原子在不一样状态有不一样的能量，所以原子的能量也是量子化的．②基态原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核近来的轨道上运动，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： E n＝n2E1.(E1＝－ 13.6 eV ， n＝1,2,3， )(3) 能级跃迁与光子的发射和汲取原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或汲取必定频次的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即：高能级E m 发射光子 hν＝E m－E n低能级 E n.汲取光子 hν＝E m－E n[即学即用 ] (多项选择 )依据玻尔原子理论，以下表述正确的选项是()A．核外电子运动轨道半径可取随意值B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或汲取光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝ |E m－ E n|D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能汲取能量答案BC分析依据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确立的值，而不是随意值， A 错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大， B 正确；由跃迁规律可知 C 正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，只辐射能量， D 错误．二、玻尔理论对氢光谱的解说[导学研究 ]依据氢原子的能级图，说明：(1)氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出的光子的能量怎样计算？(2)如图 1 所示是氢原子的能级图，一群处于 n＝4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频次不一样的光子？图 1答案(1)氢原子辐射光子的能量取决于两个能级的能量差hν＝ E m－ E n(n<m)．(2) 氢原子能级跃迁图如下图．从图中能够看出能辐射出 6 种频次不一样的光子，它们分别是 n＝ 4→ n＝ 3， n＝4→ n＝ 2， n＝ 4→ n＝1， n＝ 3→ n＝ 2，n＝ 3→ n＝ 1， n＝ 2→ n＝ 1.[知识梳理 ] (1)原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，汲取 (或放出 )能量为 h ν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＝ E m－ E n(m>n)．若m→ n，则辐射光子，若n→ m，则汲取光子．(2) 依据氢原子的能级图能够推知，一群量子数为n 的氢原子最后跃迁到基态时，可能发出的不一样频次的光子数可用N＝ C n 2＝n n－1计算 .2一、对玻尔理论的理解例 1 (多项选择 )玻尔在他提出的原子模型中所作的假定有()A．原子处在拥有必定能量的定态中，固然电子做加快运动，但不向外辐射能量B．原子的不一样能量状态与电子沿不一样的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的散布是不连续的C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或汲取 )必定频次的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频次等于电子绕核做圆周运动的频次分析 A 、 B、 C 三项都是玻尔提出来的假定，此中心是原子定态观点的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“ 量子化” 的观点．原子的不一样能量状态与电子绕核运动时不一样的圆轨道相对应，是经典理论与量子化观点的联合．原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动没关．答案ABC概括总结解答本类问题应掌握玻尔理论的三点假定：(1) 轨道量子化假定．(2) 能量量子化假定．(3) 跃迁理论．针对训练依据玻尔理论，当氢原子中电子由半径为r a的圆轨道跃迁到半径为r b的圆轨道上时，若r b＜ r a，则在跃迁过程中 ()A．氢原子要汲取一系列频次的光子B．氢原子要辐射一系列频次的光子C．氢原子要汲取必定频次的光子D．氢原子要辐射必定频次的光子答案D分析因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，所以可清除 A 、C.“直接”从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级差，故只好辐射某一频次的光子，应选 D.二、氢原子的跃迁规律剖析例 2 (多项选择 )氢原子能级图如图 2 所示，当氢原子从n＝3 跃迁到n＝2 的能级时，辐射光的波长为 656 nm.以下判断正确的选项是()二位分为Greg图 2A ．氢原子从n＝2 跃迁到 n＝ 1 的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm 的光照耀，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 的光照耀，不可以使氢原子从n＝ 2 跃迁到 n＝ 3 的能级分析能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频次越大，波长越小， A 错误；由 E m－ E n＝ hν可知， B 错误， D 正确；依据 C23＝ 3 可知，辐射的光子频次最多 3 种， C 正确．答案CD例 3如图3所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV 的光照耀一群处于基态的氢原子，则可能观察到氢原子发射的不一样波长的光有()图 3A．15 种 B．10 种 C． 4种 D．1 种分析基态的氢原子的能级值为－13.6 eV，汲取 13.06 eV 的能量后变为－0.54 eV ，原子跃迁到 n＝ 5 能级，因为氢原子是大批的，故辐射的光子种类是n n－ 1 ＝ 5× 5－1 ＝10种．22答案B总结提高1．对能级图的理解：E1由 E n＝n2知，量子数越大，能级越密．量子数越大，能级差越小，能级横线间的距离越小．n ＝1 是原子的基态，n→∞是原子电离时对应的状态．2．跃迁过程中汲取或辐射光子的频次和波长知足c＝ |E m－ E n|. hν＝ |E m－ E n|， hλ3．大批处于 n 激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射n n－ 1 种不一样频次的光，一个处2于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射(n－ 1)种频次的光子．4．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子：(1)原子假如汲取光子的能量而被激发，其光子的能量一定等于两能级的能量差，不然不被汲取，不存在激发到n 能级时能量有余，而激发到n＋ 1 时能量不足，则可激发到n 能级的问题；(2)原子还可汲取外来实物粒子 (比如，自由电子 )的能量而被激发，因为实物粒子的动能可部分地被原子汲取，所以只需入射粒子的能量大于两能级的能量差(E＝E m－ E n)，便可使原子发生能级跃迁．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()A．原子要汲取光子，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．原子要汲取光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D．原子要汲取光子，电子的动能减小，原子的电势能增大答案D总结提高原子的能量及变化规律(1) 原子的能量：E n＝ E kn＋ E pn.e 2 v 2(2) 电子绕核运动时：k r 2＝ m r ，2故 E kn ＝ 1mv n 2＝ke2 2r n电子轨道半径越大，电子绕核运动的动能越小．(3) 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．(4) 电子的轨道半径增大时，说明原子汲取了光子，从能量较低的轨道跃迁到了能量较高的轨道上．即电子轨道半径越大，原子的能量越大．1．依据玻尔理论，对于氢原子的能量，以下说法中正确的选项是 ( )A ．是一系列不连续的随意值B ．是一系列不连续的特定值C ．能够取随意值D ．能够在某一范围内取随意值答案B分析 依据玻尔模型， 氢原子的能量是量子化的， 是一系列不连续的特定值， 此外我们能够从氢原子的能级图上， 得出氢原子的能级是一系列的特定值， 而不是随意取值的结论， 故 A 、C 、D 错误， B 对．2．氢原子辐射出一个光子后，依据玻尔理论，以下说法中正确的选项是 ( )A ．电子绕核旋转的半径增大B ．氢原子的能量增大C ．氢原子的电势能增大D ．氢原子核外电子的速率增大答案D分析氢原子辐射一个光子时能量减少，所以电子的轨道半径减小，速度增大，电势能减小，应选项 D 正确．3．如图 4 所示为氢原子的四个能级，此中E1为基态，若氢原子 A 处于激发态E2，氢原子 B 处于激发态E3，则以下说法正确的选项是()图 4A ．原子 A 可能辐射出 3 种频次的光子B．原子 B 可能辐射出 3 种频次的光子C．原子 A 能够汲取原子 B 发出的光子并跃迁到能级E4D．原子 B 能够汲取原子 A 发出的光子并跃迁到能级E4答案B分析原子 A 处于激发态 E2，它只好辐射出 1 种频次的光子；原子 B 处于激发态 E3，它可能由 E3到 E2，由 E2到 E1，或由 E3到 E1，辐射出 3 种频次的光子；原子由低能级跃迁到高能级时，只好汲取拥有能级差的能量的光子，由以上剖析可知，只有 B 正确．4． (多项选择 )如图 5 所示为氢原子的能级图，A、 B、 C 分别表示电子在三种不一样能级跃迁时放出的光子，则以下判断中正确的选项是()图 5A ．能量和频次最大、波长最短的是B 光子B．能量和频次最小、波长最长的是 C 光子C．频次关系为ν＞ν＞ν，所以B的粒子性最强B A CD．波长关系为λ＞λ＞λB A C答案ABC分析从图中能够看出电子在三种不一样能级跃迁时，能级差由大到小挨次是B、 A、 C，所以 B 光子的能量和频次最大，波长最短，能量和频次最小、波长最长的是 C 光子，所以频率关系式ν＞ν＞ν，波长关系是λ<λ<λ，所以B光子的粒子性最强，应选项A 、 B 、CB AC B A C正确， D 错误．一、选择题 (1～6 为单项选择题， 7～ 10 为多项选择题 )1．在氢原子能级图中，横线间的距离越大，代表氢原子能级差越大，以下能级图中，能形象表示氢原子最低的四个能级的是()答案C分析由氢原子能级图可知，量子数n 越大，能级越密，所以 C 对．2．一个氢原子从n＝ 3 能级跃迁到n＝ 2 能级，该氢原子()A．放出光子，能量增添B．放出光子，能量减少C．汲取光子，能量增添D．汲取光子，能量减少答案B分析氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，应选项 B 正确．3．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中() A．可能汲取一系列频次不一样的光子，形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一系列频次不一样的光子，形成光谱中的若干条亮线C．只汲取频次必定的光子，形成光谱中的一条暗线D．只发出频次必定的光子，形成光谱中的一条亮线答案B分析当原子由高能级向低能级跃迁时，原子将发出光子，因为不不过两个特定能级之间的跃迁，所以它能够发出一系列频次的光子，形成光谱中的若干条亮线．4．汞原子的能级图如图 1 所示，现让一束光子能量为8.8 eV 的单色光照耀到大批处于基态(能级数 n＝ 1)的汞原子上，能发出 6 种不一样频次的色光．以下说法中正确的选项是()图 1A ．最长波长光子的能量为 1.1 eVB．最长波长光子的能量为 2.8 eVC．最大频次光子的能量为 2.8 eVD．最大频次光子的能量为 4.9 eV答案 A分析由题意知，汲取光子后汞原子处于n＝ 4 的能级，向低能级跃迁时，最大频次的光子能量为 (－ 1.6＋ 10.4)eV ＝ 8.8 eV，最大波长 (即最小频次 )的光子能量为 (－ 1.6＋ 2.7) eV＝ 1.1 eV ，故 A 正确．5．氢原子的能级图如图 2 所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～ 3.11 eV.以下说法错误的是()图 2A ．处于 n＝ 3 能级的氢原子能够汲取随意频次的紫外线，并发生电离B．大批氢原子从高能级向n＝ 3 能级跃迁时，发出的光拥有明显的热效应C．大批处于n＝ 4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 2 种不一样频次的可见光D．大批处于n＝4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 3 种不一样频次的可见光答案D分析紫外线的频次比可见光的高，所以紫外线光子的能量应大于 3.11 eV，而处于 n＝ 3 能级的氢原子其电离能仅为 1.51 eV ＜3.11 eV ，所以处于n＝3 能级的氢原子能够汲取随意频次的紫外线，并发生电离， A 对．6．μ子与氢原子核 ( 质子 )组成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图 3 为μ氢原子的能级表示图，假定光子能量为 E 的一束光照耀容器中大批处于n＝ 2 能级的μ氢原子，μ氢原子汲取光子后，发出频次为ν、ν、ν、ν、ν和ν的光子，且频次依123456次增大，则 E 等于 ()A ． h(ν－ν)31图 3 B． h(ν＋ν)31C． hν3D． hν4答案C跃迁，则汲取的光子的能量为E＝E － E ，E － E 恰巧对应着频次为ν 的光子，故光子的42423能量为 hν.37．对于玻尔的原子模型，以下说法中正确的选项是()A．它完全否认了卢瑟福的核式构造学说B．它发展了卢瑟福的核式构造学说C．它完整扔掉了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论答案BD分析玻尔的原子模型在核式构造模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故 A 错误， B 正确，它的成功就在于引入了量子化理论，弊端是被过多引入的经典力学所困，故 C 错误， D 正确．8．原子的能量量子化现象是指()A．原子的能量是不可以够改变的B．原子的能量与电子的轨道没关C．原子的能量状态是不连续的D．原子拥有分立的能级答案CD分析依据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不一样的轨道，故C、 D 选项正确．9．依据玻尔理论，以下说法正确的选项是()A．电子绕核运动有加快度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做变速运动，但它其实不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或汲取光子的能量取决于两个轨道的能量差答案BCD分析依据玻尔理论，电子绕核运动有加快度，但其实不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，应选项 A 错误，选项 B 正确．玻尔理论中的第二条假定，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，选项 C 正确．原子在发生能级跃迁时，要辐射或汲取必定频次的光子，光子能量取决于两个轨道的能量差，应选项 D 正确．10．氢原子处于量子数 n＝ 3 的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，汲取的光子能量可能是()A ． 13.6 eV B． 3.5 eVC． 15.1 eV D． 0.54 eV答案ABC分析只需被汲取的光子能量大于或等于n＝3 激发态所需的电离能 1.51 eV 即可，剩余能量作为电离后自由电子的动能．二、非选择题11．如图 4 所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时，图 4(1)有可能放出几种能量不一样的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？答案(1)6 (2)第四能级向第三能级－6 1.88× 10 m分析(1)由 N＝ C2n，可得 N＝C24＝ 6 种；(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长，根据 hν＝ E4－ E3＝－ 0.85 － ( － 1.51)eV ＝ 0.66eV ，λ＝hc＝6.63× 10－34×3×108 E4－ E3－ 190.66×1.6× 10－6m≈1.88× 10m.12．氢原子在基态时轨道半径r 1＝ 0.53× 10－ 10 m ，能量 E 1＝－ 13.6 eV.求氢原子处于基态时，(1) 电子的动能； (2) 原子的电势能；(3) 用波长是多少的光照耀可使其电离？答案 (1)13.6 eV(2)－ 27.2 eV(3)9.14× 10－8 me 22mv 1分析 (1)设处于基态的氢原子核外电子速度大小为v 1，则 k r 12＝ r 1 ，所以电子动能29× 109× 1.6× 10 －19 2E k1 ＝12＝ ke ＝eV ≈ 13.6 eV.－ 10－ 192mv 12r 1 2× 0.53× 10 × 1.6× 10(2) 因为 E 1＝ E k1＋ E p1，所以 E p1＝ E 1－ E k1 ＝－ 13.6 eV － 13.6 eV ＝－ 27.2 eV.(3) 设用波长为 λ的光照耀可使氢原子电离，有hc＝ 0－ E 1λ所以 λ＝－hc＝－ 6.63× 10－34×3× 108m－ 13.6× 1.6× 10 －19E 1≈9.14× 10－8 m.。
教案-选修3-5-2.3~4光谱 玻尔的原子模型 能级
2.光谱
吸收光谱。 炽热的固体、液体或高压气体发射的多为连续谱， 稀薄的气体发射的多为线状谱。 总结：原子发射的线状谱是原子的“指纹” ，可以用光谱来识别原子。 4. 光谱分析的应用 检测化学成分：食品，医药，天文 1. 观察氢原子光谱的实验条件：稀薄氢气，2~3kV 高压，电场激发 2. 氢原子光谱的特点：线状谱。各条谱线波长的关系，巴尔末公式。 3. 氢原子光谱的解释。介绍玻尔的原子模型： （教材 30 页左上角的贴示，向学
教 学 过 程 学 生 活 环节 教 师 活 动 动
1.引入
复习引入：上节课我们学习了两种原子模型，但卢瑟福的核式结构模型也 有缺陷，这节课我们学习光谱和玻尔的原子模型，就能解决这个缺陷。 1.介绍光谱的概念。 （回忆电磁波谱） ， 复色光分解成单色光，按波长的长短顺序排列。 2. 分组实验： 用手持直视分光镜观察白炽灯、 光谱管组、 日光灯所发的光。 请学生描述实验现象。 总结光谱的分类。 3. 光谱的分类：发射光谱（连续谱，线状谱，线状谱又称为明线光谱） ，
本节要点：1. 光谱的概念及分类。
5. 小结
2. 氢光谱的观察条件，特点，巴尔末公式 3. 玻尔的原子模型。基态，激发态，能级， hv=En-Em
“附中教师要做教育家，不要当教书匠。 ”——陈元晖
教学重点 教学难点 教学方法 教学手段
玻尔原子模型
讲授法，演示法 光谱管组，钠的吸收光谱演示仪
板书或板图设计
“附中教师要做教育家，不要当教书匠。 ”——陈元晖
东北师范大学附属中学朝阳学校
2.3~4 光谱 玻尔的原子模型 能级
一、光谱 1.概念：将复色光分解成单色光且按波 长顺序排列 2. 分类： 连续谱，线状谱 或者分为发射谱、吸收谱。 3. 举例： 氢原子光谱
玻尔的原子模型教案
第4节 玻尔的原子模型教学内容高二物理选修3-5第十八章第四节《玻尔的原子模型》三维目标1．知识与技能（1）了解玻尔原子结构假说的主要内容。
知道轨道量子化、能级、能量量子化以及基态、激发态的概念；知道原子跃迁的频率条件。
（2）了解玻尔理论对氢光谱的解释。
（3）了解玻尔模型的局限性。
2．过程与方法学生通过对玻尔理论的学习，探索经典物理学无法解释的两个问题的答案。
3．情感、态度与价值观培养学生对科学的探究精神，让学生养成敢于提出问题，勇于探索答案的科学习惯。
教学重点玻尔的原子结构假说的两个内容：（1）轨道量子化与定态；（2）频率条件。
教学难点1．原子的能量包括哪些；原子能量、动能、势能的变化。
2．玻尔理论对氢光谱的解释。
教学方法教师引导、讲解，学生讨论、交流。
教学过程一、引入汤姆孙发现电子：原子是可分割的―→汤姆孙的“西瓜模型”或“枣糕模型” ―→卢瑟福α粒子散射实验：否定了汤姆孙的原子模型―→提出原子核式结构模型―→经典物理学无法解释：① 原子的稳定结构；② 原子光谱的分立特征。
二、玻尔原子结构假说的内容1．轨道量子化与定态（1）电子的轨道是量子化的，必须满足：12r n r n （n=1，2，3……）电子在这些轨道上绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射，所以原子是稳定的。
电子的轨道半径只可能取某些分立的数值。
如氢原子：r 1=0.053nm ，r 2=0.212nm ，r 3=0.477nm ……轨道半径不可能介于这些数值中间的某个值。
请举例说明物体的位置可以是不连续的？①人在楼梯走动时脚停留的位置；②棋盘上棋子的摆放位置。
电子绕核运动轨道与卫星的运动轨道是不一样的。
卫星绕地球转动的轨道半径可按需要去任意值，轨道半径是连续的。
（2）定态在不同轨道上运动，原子的状态是不同的，原子有不同的能量。
轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，满足：121E n E n =（n=1，2，3……） 问题：原子的能量包括哪些？ ① 电子绕核运动的动能；r v m r e k 222=mrke v 2= ② 电子——原子核这个系统具有的势能。
高中物理第2章原子结构2.3玻尔的原子模型教案鲁科版选修3_5
第3节玻尔的原子模型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，并会用hν＝E2－E1进行简单计算．3．能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型，可借助课本轨道示意图帮助学生很好的理解电子跃迁时的能态变化及原子发光机理．●教学地位本节内容是本章的重点，也是难点，玻尔理论的内容不易理解．介绍玻尔理论时，可根据卢瑟福原子模型跟经典电磁理论之间的矛盾，说明经典电磁理论不适用于原子结构，直接提出波尔理论的内容．这样讲，虽然理论上不够严谨，但简洁明了，学生容易接受．关于氢原子核外电子跃迁时辐射(或吸收)光子的问题，可根据不同层次的学生，选定难度．如对一般学生只要求计算能量差，层次较高的学生可以计算光子频率、波长等．玻尔理论的一个重要假设是原子能量的量子化，是人们认识原子结构的一个重要里程碑，它进一步说明微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能更好地解决．本节的重点是玻尔原子理论的基本假设，通过教学再次让学生体验科学家所进行的科学探究，领会科学方法和科学精神.●新课导入建议问题导入按照经典电磁理论的说法，只要给原子提供一定的能量，原子就会由低能量状态跃迁到高能量状态．实际上对于某种元素的原子，只有吸收一些特定大小的能量原子才能从低能量状态向高能量状态跃迁，这是为什么呢？本节课的学习便能解决此问题．●教学流程设计课前预习安排：⇒1.看教材2.填写【课前自主导学】 同学之间可进行讨论步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果 可多提问几个学生 ⇒错误!⇓步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤6：完成“探究3” 重在讲解规律方法技巧 ⇐步骤5：师生互动完成“探究2” 方式同完成探究1相同 ⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能点)1.(1)玻尔理论的建立背景和观点①经典理论的困难a ．电子绕原子核做圆周运动辐射能量，电子绕核运行的轨道半径也要减小，电子应沿螺旋线运动，最终落入原子核，原子寿命很短，但事实并非如此．B ．随着电子绕核运转的能量越来越少，转动频率越来越高，辐射的能量(发光)频率应连续，但元素的特征光谱的存在无法解释．②玻尔的观点：玻尔接受普朗克和爱因斯坦的量子化思想，并将原子结构与光谱联系起来．于1913年提出了量子化的原子模型．(1)玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型．(×)(2)玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量．(√)(3)原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差．(√)3．探究交流请详细阐述原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾．【提示】 电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是1.(1)能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的能量状态．在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫做能级．(2)氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为E n ＝E 1n(n ＝1,2,3，…)；r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，式中E 1≈－13.6 eV ，r 1＝0.53×10－10 m.(3)在正常或稳定状态时，原子尽可能处于最低能级，电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨道，这时原子的状态叫做基态．(4)电子吸收能量后，从基态跃迁到较高的能级，这时原子的状态叫做激发态．2．思考判断(1)第m 个定态和第n 个定态的轨道半径r m 和r n 之比为r m ∶r n ＝m 2∶n 2.(√)(2)第m 个定态和第n 个定态的能量E m 和E n 之比为E m ∶E n ＝n 2∶m 2.(√)(3)当氢原子由能量为E 的定态向低能级跃迁时，其发光频率为ν＝E h.(×)3．探究交流玻尔理论是如何解释氢原子光谱特征的？【提示】 当电子从高能级跃迁到低能级时，原子会辐射能量；当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收能量．因为电子的能级是不连续的，所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是任意的，这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差．能量差值不同，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光.1．玻尔原子模型的内容是什么？2．按玻尔理论，原子所处的能级是连续的吗？3．原子在不同能级间跃迁时一定吸收光子吗？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r 1＝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．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．跃迁原子从一种定态(设能量为E 2)跃迁到另一种定态(设能量为E 1)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 ν＝E 2－E 1(或E 1－E 2)．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“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫做电子的跃迁．4．总而言之根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能的轨道上运动，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．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．玻尔在他的原子模型中所提出的假设有( )A．原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子能量D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率【解析】由玻尔理论可知原子只能处在一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，原子从一种定态跃迁到另一定态时，吸收或辐射一定频率的光子能量，原子的不同能量状态对应着电子不同运行轨道，所以A、B、C三项均正确．电子跃迁时辐射的光子频率由能级差决定，与电子绕核运动的频率无关，故D项错误．答案为A、B、C.【答案】ABC1．(2013·西安实验中学检测)关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是( ) A．原子可以处于连续的能量状态中B．原子的能量状态不可能是连续的C．原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量D.原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量【解析】原子的轨道是量子化的，其能量值也是量子化的；原子在某一状态时，电子的轨道是确定的，能量也是确定的，原子不向外辐射能量．1．原子的跃迁一定是从激发态向基态跃迁吗？2．原子跃迁过程可以吸收或辐射任意能量的光子吗？3．原子的跃迁只能发生在相邻的两个能级之间吗？1．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＝n n－1＝C2n.22．光子的辐射与吸收由于原子的能级是一系列不连续的值，任意两个能级差也是不连续的，故原子辐射或吸收一些特定频率的光子．原子辐射光子后会从较高能级向较低能级跃迁；原子吸收光子后会从较低能级向较高能级跃迁．辐射或吸收光子的能量满足hν＝E m－E n(m＞n)，能级差越大，辐射或吸收光子的频率就越高．3．原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子向外辐射光子，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，原子吸收光子，原子能量增大．4．原子跃迁时需注意的两个问题(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．(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．实物粒子和原子碰撞时，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．有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态，当它们跃迁时：(1)有可能放出几种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子的波长最长？波长是多少？【审题指导】 (1)本题中氢原子在n ＝3的定态，原子处于激发态，电子可能从n ＝3轨道向低轨道跃迁，向外以光子形式辐射能量，辐射的光子能量E ＝h ν，等于两定态能级的能量之差，可放出C 23种频率的光子．(2)由h ν＝ΔE 知λ＝hcΔE，波长最长的光子对应的ΔE 最小． 【解析】 (1)由n ＝3的激发态向低能级跃迁的路径为n 3→n 2→n 1或n 3→n 1，故能放出三种能量的光子．(2)上述三种跃迁辐射中，由n 3→n 2的跃迁能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长．由氢原子能级图知E 2＝－3.4 eV ，E 3＝－1.51 eV.h ν＝E 3－E 2，由ν＝c λ可得λ＝hc E 3－E 2＝6.63×10－34×3×1081.89×1.6×10－19 m ＝6.58×10－7 m. 【答案】 (1)3 (2)n 3→n 2的跃迁 6.58×10－7 m一个氢原子与一群氢原子在能级分析中的差别1．如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为(n －1)．2．如果是一群氢原子，该群氢原子的核外电子在某时刻有多种可能轨道，每一个跃迁时只能发出一种光，多种轨道同时存在，发光条数N ＝n n －1 2. 3．若知道每条光线的能量，可根据已知情况判定光线的波长或光线所在的区域．2．氢原子的n ＝1,2,3,4各个能级的能量如图2－3－1所示，一群氢原子由n ＝1的状态激发到n ＝4的状态，在它回到n ＝1的状态过程中( )图2－3－1A ．可能发出的能量不同的光子只有3种B ．可能发出6种不同频率的光子C ．可能发出的光子的最大能量是12.75 eVD ．可能发出的光子的最大能量是0.85 eV【解析】 由n ＝4能级回到n ＝1能级的过程中，可能发出的光子频率数n ＝4× 4－1 2＝6种，发出光子的最大能量为E 4－E 1＝－0.85 eV －(－13.6) eV ＝12.75 eV ，故B 、C 正确．子的轨道和能量根据氢原子的玻尔模型，氢原子核外电子在第一轨道和第二轨道运行时( )A ．轨道半径之比为1∶4B ．速度之比为4∶1C ．周期之比为1∶8D ．动能之比为4∶1【审题指导】 氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，根据圆周运动的知识结合牛顿第二定律求解．【规范解答】 由公式r n ＝n 2r ，所以轨道半径之比为r 1∶r 2＝12∶22＝1∶4，故A 对．根据库仑定律和牛顿第二定律有：k e 2r 2n ＝m v 2n r n，v n ＝ke 2mr n ，所以速度之比为v 1v 2＝r 2r 1＝2∶1，故B 错．根据库仑定律和牛顿第二定律有：k e 2r 2n ＝m (2πT )2r n ，T ＝4π2mr 3n ke 2， 所以周期之比为T 1T 2＝ r 1r 2 3＝1∶8，故C 对．根据12mv 2n ＝12k e 2r n，所以动能之比为 E k1E k 2＝r 2r 1＝4∶1，故D 对． 【答案】 ACD在氢原子中，电子围绕原子核运动，如将电子的运动看做轨道半径为r 的圆周运动，则原子核与电子之间的库仑力提供电子做圆周运动所需的向心力，那么由库仑定律和牛顿第二定律，有ke 2r 2＝m e v 2r，则 1．电子运动速度为v ＝k e 2m e r. 2．电子的动能为E k ＝12m e v 2＝ke 22r . 3．电子运动周期为T ＝2πr v ＝2πm e r 3ke 2.【备课资源】(教师用书独具)关于玻尔模型假设的补充教学玻尔作为卢瑟福的学生曾在卢瑟福实验室工作过四个月，并参加了α粒子散射的实验工作，对原子核式结构模型的正确性是坚信不疑的！为此他要设法找到一个根本性的修正办法，即一种新的理论，既能保留卢瑟福的原子核式结构模型，又能导出原子的稳定性并解释线状谱．在玻尔模型提出之前，物理学界的几件大事，对他很有启发．一是1900年德国物理学家普朗克为了解释黑体辐射实验，提出能量量子化概念，他认为物质中的原子和分子可看成某种能吸收和放射电磁辐射的“振子”，这种“振子”的能量不是连续变化的，而只能取一些分立值．二是1905年爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律，提出光量子假定，即可将电磁波看做是光子组成的．三是1885年瑞士物理学家巴耳末分析了可见光区的四条谱线，说明了原子光谱波长的分立特性．玻尔仔细地分析和研究了当时已知的大量光谱数据和经验公式，特别是受到了巴耳末公式的启示，很快写出了《原子结构和分子构造》的著名论文．论文把卢瑟福、普朗克、爱因斯坦的思想结合起来，克服了经典物理学解释原子稳定性的困难．玻尔在1922年接受诺贝尔奖所作的演讲中提到1913年他提出的两个假设．1．设想原子系统的可能运动状态中存在着所谓的“稳定态”，在这些状态中，粒子的运动虽然在很大程度上遵守经典物理学规律，但这些状态的独特稳定性不能用经典物理学来解释．原子系统的每个变化只能是从一个稳定态完全跃迁到另一个稳定态．2．与经典电磁理论相反，稳定原子不发生辐射，只有在两个稳定态之间跃迁才产生电磁辐射．辐射的特性由下面的关系来决定：h ν＝E m －E n式中h 是普朗克常量，E m 和E n 是原子在两个稳定态，即辐射过程中的始态和末态的能量值．反之，用这种频率的电磁波照射原子时，可引起吸收过程，使原子从后一稳定态跃迁回前一个稳定态．玻尔在这两条假设的基础上，解释了氢原子光谱的规律，并从理论上算出了里德伯常数的值，预言了氢的一些新谱线．玻尔理论的一个最重要的成果还在于建立了经典概念与量子概念之间的对应原理，对量子论和原子物理的发展有重大贡献.1．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有( )A ．它彻底否定了经典的电磁理论B ．它发展了卢瑟福的核式结构学说C ．它完全抛弃了经典的电磁理论D ．它引入了普朗克的量子理论【解析】 原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做匀速圆周运动，电子受到的库仑力提供向心力，并没有完全抛弃经典的电磁理论．【答案】 BD2．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( )A ．原子可以处于连续的能量状态中B ．原子的能量状态不是连续的C ．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量D ．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的【解析】 玻尔依据经典物理在原子结构问题上遇到了困难，引入量子化观念建立了新的原子模型理论，主要内容为：电子轨道是量子化的，原子的能量是量子化的，处在定态的原子不向外辐射能量，由此可知B 正确．【答案】 B3．(2013·福三中检测)根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( )A ．电子的动能B ．电子的电势能C ．电子的动能与电势能之和D ．电子的动能、电势能和原子核能量之和【解析】 根据玻尔理论，电子绕核做圆周运动时，库仑力提供向心力，故电子的能量是指电子的总能量，包括动能和电势能，故C 正确．【答案】 C4．(2013·东北师大附中检测)有一个处于量子数n ＝3的激发态中的氢原子在向低能级跃迁时，最多可能发出的光子个数为( )A ．1B ．2C ．3D ．无法确定【解析】 这里是一个氢原子，一种可能是从n ＝3跃迁到n ＝1，另一种可能是从n ＝3到n ＝2再到n ＝1，这两种可能中只有一种可能发生，故B 正确．【答案】 B5．已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1＝0.528×10－10 m ，量子数为n 的能级值为E n＝－13.6n 2 eV. (1)求电子在基态轨道上运动时的动能．(2)有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态．画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长．(其中静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，电子电量e ＝1.6×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c ＝3.0×108 m/s)【解析】 (1)设电子的质量为m ，电子在基态轨道上的速率为v 1，根据牛顿第二定律和库仑定律有m v 21r 1＝ke 2r 21，所以E k ＝12mv 21＝ke 22r 1＝9.0×109× 1.6×10－19 22×0.528×10－10 J ＝2.18×10－18 J ＝13.6 eV.(2)当氢原子从量子数n ＝3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线，如图所示．(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E 3－E 1.λ＝hc E 3－E 1＝ 6.63×10－34×3×108[－1.5－ －13.6 ]×1.6×10－19m ＝1.03×10－7 m.【答案】 (1)13.6 eV(2)见解析(3)1.03×10－7 m。
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2.3 玻尔的原子模型
知识与技能
（1）了解玻尔原子理论的主要内容；
（2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。
情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。
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。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
课时安排
2课时
教学过程
引入新课:
1、α粒子散射实验的现象是什么？
2、原子核式结构学说的内容是什么？
3、卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾
教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
新课教学:
1、玻尔的原子理论
（1）能级（定态）假设：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。
（本假设是针对原子稳定性提出的）
（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
（3）轨道量子化假设：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。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径：
12r n r n =
n=1，2，3……能 量： 121E n E n n=1，2，3……式中r 1、E 1、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，r n 、E n 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。
3、氢原子的能级图
从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。
2.氢原子的能级结构
（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径r n ： r n =n 2r 1，
r 1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径
r 1=0.53×10-10 m
例：n=2， r 2=2.12×10-10 m
（2）氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值E n 称为原子的能级。
它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量E n （包括动能和势能） E n =E 1/n 2 n=1，2，3，······
E 1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量
E 1=-13.6eV
注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。
例：n=2，E 2=-3.4eV ， n=3，E 3=-1.51eV ， n=4，E 4=-0.85eV ，……
氢原子的能级图如图所示。
（1）基态和激发态
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。
激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。
（2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量
的过程。
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，吸收或辐
射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。
说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能
在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一
轨道——可能情况只有一种。
可是，通常容器盛有的氢气，总是
千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种
情况出现了。
但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。
课堂小结：
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
课堂练习
（1）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
（2）下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ C ）
A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量
B．原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量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
（3）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
（4）根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（ D ）
A．可以取任意值B．可以在某一范围内取任意值
C．可以取一系列不连续的任意值D．是一系列不连续的特定值
（5）按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中（C ）
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。