高中物理选修3-5玻尔的原子模型教案课程设计

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18.4 玻尔的原子模型 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (3)

18.4 玻尔的原子模型   高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (3)

4 原子的核式结构模型三维教学目标1、知识与技能(1)了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据;(2)知道粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主要内容。

2、过程与方法(1)通过对粒子散射实验结果的讨论与交流,培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力;(2)通过核式结构模型的建立,体会建立模型研究物理问题的方法,理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用;(3)了解研究微观现象。

3、情感、态度与价值观(1)通过对原子模型演变的历史的学习,感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神;(2)通过对原子结构的认识的不断深入,使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的,领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

教学重点:(1)引导学生自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型,得出原子的核式结构;(2)在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法,渗透三个物理学方法:模型方法,黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。

教学难点:引导学生小组自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型,得出原子的核式结构教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。

教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备。

(一)引入新课汤姆生发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的葡萄干布丁模型。

用动画展示原子葡萄干布丁模型。

(二)进行新课αααα1、粒子散射实验原理、装置(1)粒子散射实验原理:问题:汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢?原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。

而粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。

它还可以使荧光屏物质发光。

如果粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏就能够显示出它的方向变化。

研究高速的粒子穿过原子的散射情况,是研究原子结构的有效手段。

高中物理选修3-5教学设计 2.3 玻尔的原子模型 教案

高中物理选修3-5教学设计 2.3 玻尔的原子模型 教案

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。

玻尔的原子模型教学设计

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_玻尔的原子模型教学设计学情分析教材分析课后反思

高中物理_玻尔的原子模型教学设计学情分析教材分析课后反思

《玻尔的原子模型》教学设计教学目标:(一)知识与技能1、了解玻尔的三条假设。

2、通过公式和使学生了解原子能级、轨道半径和量子数的关系。

3、了解玻尔理论的重要意义。

(二)过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力,初步了解原子的结构(三)情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程,这一过程也是辩证发展的过程。

教学重点:玻尔的原子模型、能级教学难点:玻尔的原子模型、能级教学方法:演示和启发式综合教学法。

教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备教学过程:(一)引入新课前一节提到卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论产生了矛盾,这说明了经典的电磁理论不适用于原子结构,那么怎么解释原子是稳定的?又怎么解释原子发光的光谱不是连续光谱呢?核式结构学说在解释原子发光现象和原子的稳定性问题时遇到了空前的困难,玻尔在总结前人经验成果的基础上进一步研究,提出了自己的理论。

(二)新课教学1、玻尔的原子模型(1)原子的稳定性经典的电磁理论认为电子绕原子核旋转,由于电子辐射能量,因此随着它的能量减少,电子运行的轨道半径也减小,最终要落入原子核中。

玻尔在1913年结合普朗克的量子理论针对这一问题提出新的观点。

玻尔假设一: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,这些状态叫做定态。

说明:这一说法和事实是符合得很好的,电子并没有被库仑力吸引到核上,就像行星绕着太阳运动一样。

这里所说的定态是指原子可能的一种能量状态,有某一数值的能量,这些能量包含了电子的动能和电势能的总和。

(2)原子发光的光谱经典的电磁理论认为电子绕核运行的轨道不断的变化,它向外辐射电磁波的频率应该等于绕核旋转的频率。

因此原子辐射一切频率的电磁波,大量原子的发光光谱应该是连续光谱。

玻尔针对这一问题提出新的观点。

玻尔假设二: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:。

高中物理选修3-5教学设计3:18.4 玻尔的原子模型教案

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。

高中物理《玻尔的原子模型》优质课教案、教学设计

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。

2..3《波尔的原子模型》教案(鲁科版选修3-5)

2..3《波尔的原子模型》教案(鲁科版选修3-5)

第三节波尔地原子模型学案【学习目标】<1)了解玻尔原子理论地主要内容;<2)了解能级、能量量子化以及基态、激发态地概念.【学习重点】玻尔原子理论地基本假设,玻尔理论对氢光谱地解释.【知识要点】1、玻尔地原子理论<1)能级<定态)假设:原子只能处于一系列不连续地能量状态中,在这些状态中原子是稳定地,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地)<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,它辐射<或吸收)一定频率地光子,光子地能量由这两种定态地能量差决定,即<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:原子地不同能量状态跟电子沿不同地圆形轨道绕核运动相对应.原子地定态是不连续地,因此电子地可能轨道地分布也是不连续地.<针对原子核式模型提出,是能级假设地补充)2、玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子地电子地各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时地能量<包括动能和势能)公式:轨道半径: n=1,2,3……能量: n=1,2,3……式中r1、E1、分别代表第一条<即离核最近地)可能轨道地半径和电子在这条轨道上运动时地能量,r n、E n分别代表第n条可能轨道地半径和电子在第n条轨道上运动时地能量,n是正整数,叫量子数.3、氢原子地能级图从玻尔地基本假设出发,运用经典电磁学和经典力学地理论,可以计算氢原子中电子地可能轨道半径和相应地能量.<1)氢原子地大小:氢原子地电子地各条可能轨道地半径rn : rn=n2r1,r 1代表第一条<离核最近地一条)可能轨道地半径 r1=0.53×10-10 m<2)氢原子地能级:原子在各个定态时地能量值En称为原子地能级.它对应电子在各条可能轨道上运动时地能量En <包括动能和势能)En=E1/n2n=1,2,3,······E 1代表电子在第一条可能轨道上运动时地能量,E1=-13.6eV注意:计算能量时取离核无限远处地电势能为零,电子带负电,在正电荷地场中为负值,电子地动能为电势能绝对值地一半,总能量为负值.氢原子地能级图如图所示:4、玻尔理论对氢光谱地解释<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地轨道上运动,这种定态,叫基态.激发态:原子处于较高能级时,电子在离核较远地轨道上运动,这种定态,叫激发态.【典型例题】例题1:氢原子地核外电子由离原子核较远地轨道跃迁到离核较近地轨道上时,下列说法中正确地是< )A.核外电子受力变小B.原子地能量减少C.氢原子要吸收一定频率地光子D.氢原子要放出一定频率地光子解读:由玻尔理论知,当电子由离核较远地轨道跃迁到离核较近地轨道上时,要放出能量,故要发射一定频率地光子;电子地轨道半径小了,由库仑定律知,它与原子核之间地库仑力大了,故AC错,BD正确.【达标训练】<1)对玻尔理论地下列说法中,正确地是< ACD )A.继承了卢瑟福地原子模型,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“做加速运动地电荷要辐射电磁波”地观点表示赞同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地定量关系D.玻尔地两个公式是在他地理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来地<2)下面关于玻尔理论地解释中,不正确地说法是< C )A.原子只能处于一系列不连续地状态中,每个状态都对应一定地能量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地光子D.原子地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地<3)根据玻尔理论,氢原子中,量子数N越大,则下列说法中正确地是< ACD )A.电子轨道半径越大 B.核外电子地速率越大C.氢原子能级地能量越大 D.核外电子地电势能越大<4)根据玻尔地原子理论,原子中电子绕核运动地半径< 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地任意值 D.是一系列不连续地特定值<5)按照玻尔理论,一个氢原子中地电子从一半径为ra地圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb地圆轨道上,已知ra>rb,则在此过程中< C )A.原子要发出一系列频率地光子 B.原子要吸收一系列频率地光子C.原子要发出某一频率地光子 D.原子要吸收某一频率地光子申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途.。

高中物理教科版选修(3-5)2.4 教学设计 《玻尔的原子模型 能级》(教科)

高中物理教科版选修(3-5)2.4 教学设计 《玻尔的原子模型 能级》(教科)

《玻尔的原子模型 能级》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,直接提出玻尔理论的内容,这样讲,虽然理论不够严谨,但简洁明了,学生容易接受。

1、知识与技能(1)知道玻尔原子结构理论的主要内容.(2)了解能级、跃迁、能量量子化及基态、激发态等概念.(3)会用玻尔的原子结构理论解释氢光谱.(4)了解玻尔原子结构理论的意义.2、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。

3、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。

重点:玻尔原子理论的基本假设。

[来源:Z*xx*]难点:玻尔理论对氢光谱的解释。

多媒体课件及相关教材模型[先填空]1.玻尔原子结构理论的主要内容(1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的,而是一系列分立的、特定的轨道.当电子在这些轨道上运动时,原子是稳定的,不向外辐射能量,也不吸收能量,这些状态称为定态.(2)原子处在定态的能量用E n表示,此时电子以r n的轨道半径绕核运动,n称为量子数.当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时,发射或吸收一个光子,光子的能量hν=E n-E m.上式被称为玻尔频率条件,式中E n和E m分别是原子的高能级和低能级.这里的“跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一个能量状态的瞬时过渡.2.轨道量子化和能级(1)轨道量子论在玻尔原子结构模型中,围绕原子核运动的电子轨道只能是某些分立值,所以电子绕核运动的轨道是量子化的.(2)能级不同状态的原子有不同的能量,因此原子的能量是不连续的,这些不同的能量值称为能级.[再判断]1.玻尔的原子结构理论认为电子的轨道是量子化的.(√)2.电子吸收某种频率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.(×)[后思考]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。

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第十八章原子结构新课标要求1.内容标准(1)了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。

例1 用录像片或计算机模拟,演示α粒子散射实验。

(2)通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。

例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。

2.活动建议观看有关原子结构的科普影片。

新课程学习18.4 玻尔的原子模型★新课标要求(一)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。

(二)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。

(三)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。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课复习提问: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。

(二)进行新课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 nE 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。

(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。

4.玻尔理论对氢光谱的解释(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。

5.夫兰克—赫兹实验(1)实验的历史背景及意义1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型。

1913年,玻尔将普朗克量子假说运用到原子核式结构模型,建立了与经典理论相违背的两个重要概念:原子定态能级和能级跃迁概念。

电子在能级之间跃迁时伴随电磁波的吸收和发射,电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差。

随着英国物理学家埃万斯对光谱的研究,玻尔理论被确立。

但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。

随后,在1914年,德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立),简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在,从而为玻尔原子理论提供了有力的证据。

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)。

夫兰克-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。

(2)夫兰克—赫兹实验的理论基础根据玻尔的原子理论,原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中,其中每一种状态相应于一定的能量值E n (n=1,2,3‥),这些能量值称为能级。

最低能级所对应的状态称为基态,其它高能级所对应的态称为激发态。

当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波,频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差。

n m E E h -=ν(h 为普朗克恒量)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: n m E E eV -= (V 为激发电位)夫兰克-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。

(3)实验原理:改进的夫兰克-赫兹管的基本结构如下图所示。

电子由阴极K发出,阴极K和第一栅极G1之间的加速电压V G1K及与第二栅极G2之间的加速电压V G2K使电子加速。

在板极A和第二栅极G2之间可设置减速电压V G2A。

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V的加速电场作用下,获得能量为eV,具有这种能量的电子与汞原子发生碰撞,当电子能量eV<E1-E0时,电子能量几乎不损失。

如果eV≥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=eV C。

相应的电位差VC即为汞原子的第一激发电位。

在实验中,逐渐增加V G2K,由电流计读出板极电流I A,得到如下图所示的变化曲线.(4)实验结论夫兰克—赫兹实验证明了原子被激发到不同的状态时,吸收的能量是不连续的,进而说明原子能量是量子化的。

6.玻尔理论的局限性玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域,提出定态和跃迁概念,成功解释了氢原子光谱,但对多电子原子光谱无法解释,因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。

如粒子的观念和轨道。

量子化条件的引进没有适当的理论解释。

7.电子在某处单位体积内出现的概率——电子云(课件演示)(三)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r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上,已知r a>r b,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(四)课堂小结玻尔的原子模型是把卢瑟福的学说和量子理论结合,以原子的稳定性和原子的明线光谱作为实验基础而提出的.认识玻尔理论的关键是从“不连续”的观点理解电子的可能轨道和能量状态.玻尔理论对氢光谱的解释是成功的,但对其他光谱的解释就出现了较大的困难,显然玻尔理论有一定的局限性。

(五)作业:课本P68问题与练习。

教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花,水中月。

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