兴义天赋中学物理选修三教案184玻尔的原子模型
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184玻尔的原子模型课件新人教版选修35
(2)氢原子从高能级向低能级跃迁时,放出的光子能量等于 前后两个能级的能量差。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。
5. 玻尔理论的局限性 (1)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。 (2)量子化条件的引进没有适当的理论解释。
1.氢原子各能级的能量包括几种形式? 提示:两种。电子绕核运动的动能和电子——氢原子核系 统的势能。 2.如何解释氢气导电发光现象?它的谱线为什么是分立 的? 提示:(1)通常情况下原子处于基态,基态是最稳定的状 态。氢气在放电管中受到高速运动的电子的发地向能量较低的能 级跃迁,放出光子,最终又回到基态。
例2 由玻尔理论可知,下列说法中正确的是( ) A.电子绕核运动有加速度,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,但它并不向外 辐射能量 C.原子内电子的可能轨道是不连续的 D.原子发生跃迁时,辐射或吸收光子的能量等于两个轨 道的能量差
解析:按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度, 一定会向外辐射电磁波,与客观事实相矛盾,故A错。B、C、 D是玻尔理论的假设,故都是正确的。
答案:BCD
玻尔原子模型的主要思想 1.轨道量子化:电子的轨道半径只能是一些不连续的、某 些分立的数值,不同的轨道对应不同的能量值。 2.能量量子化:与轨道量子化对应的能量不连续的现象。 3.跃迁:电子从高能级跃迁到低能级时,辐射光子;电子 从低能级跃迁到高能级时,吸收光子,且只辐射或吸收能量等 于其能级差的某些特定的光子。
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
《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。
玻尔的原子模型教案
玻尔的原子模型教案第一节:简介和背景知识在20世纪初,丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了一种关于原子结构的新模型,这就是著名的玻尔原子模型。
本节将介绍原子结构的基本概念和背景知识,为学生打下扎实的基础。
第二节:玻尔原子模型的主要假设玻尔原子模型的提出基于几个主要假设,本节将详细介绍这些假设,并解释它们对原子结构的解释力。
第三节:玻尔原子模型的关键要点在这一节中,我们将重点讨论玻尔原子模型的几个关键要点,包括能级、轨道和跃迁。
我们将通过图示和实例来帮助学生更好地理解这些概念,并引导他们进行思考和讨论。
第四节:玻尔原子模型与实验观测玻尔原子模型的提出不仅是基于理论,更是与实验观测相结合的。
本节将通过一些实验结果来验证玻尔原子模型,并帮助学生了解科学研究中理论与实验的相互作用关系。
第五节:玻尔原子模型的局限性任何科学模型都有其局限性,玻尔原子模型也不例外。
本节将讨论玻尔原子模型的一些局限性,并解释为什么后来出现了更加完善的原子模型。
第六节:活动和实践在这一节中,我们将为学生设计一些与玻尔原子模型相关的活动和实践。
通过亲自参与实验和观察,学生将更好地理解和掌握玻尔原子模型的概念和原理。
第七节:总结在本节中,我们将对本教案进行总结,并强调玻尔原子模型在科学发展中的重要性。
我们将对学生进行知识回顾,并鼓励他们保持对科学的好奇心和探索精神。
通过以上教案的设计和实施,学生们将能够全面了解玻尔原子模型的基本概念和原理。
他们将通过活动和实践的参与,加深对玻尔原子模型的理解,并培养对科学的兴趣。
这将为他们未来的学习和科学研究奠定坚实的基础。
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。
2017年秋人教版高中物理选修3-5精选教案:18.4 玻尔的原子模型 Word版含答案
第四节玻尔的原子模型教学目标:(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 18.4 玻尔的原子模型学案新人教版选修
高中物理 18.4 玻尔的原子模型学案新人教版选修18、4 玻尔的原子模型[学习目标]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光谱、[学习重点难点] 重点:玻尔原子理论的基本假设难点:利用玻尔原子理论解释氢原子跃迁的现象[自主学习探究]一、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_______的能量状态中,在这些状态中原子是_____的、电子虽然绕核旋转,但并不向外辐射能量,这些状态叫_____2、能量假设:原子从_________的定态轨道(其能量为Em)跃迁到_______的定态轨道(其能量为En)时,它______一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=Em-En、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______的,因而电子的可能轨道也是______的、二、玻尔理论对氢光谱的解释1、氢原子的能级图图12、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___________(2)巴耳末公式中的正整数n 和2正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的_________的量子数n和2、3、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____________、由于原子从较高能级向低能级是_______的,所以放出的光子的能量也是_______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、玻尔理论的成功之处在于把思想引入了原子结构理论,提出了_______和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律、2、玻尔理论的不足之处在于保留了_________的观念,把电子的运动仍看做经典力学描述下的轨道运动,没有彻底摆脱________理论的框架、。
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。
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_18.4 玻尔的原子模型教学课件设计
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
新人教版物理选修(3-5)
18.4 玻尔的原子模型
课标要求:
1、知道玻尔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
19世纪末20世纪初,人类叩开了微观世界的大门,物 理学家根据研究结果提出了关于原子结构的各种模型, 卢瑟福的核式结构模型能够很好地解释 粒子散射实验, 得到了多数人的支持,但是与经典的电磁理论发生了 矛盾.
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、要吸收某一频率的光子
D、用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的 光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生 光电效应
温馨提示:氢原子跃迁问
题要注意是大量还是一个氢 原子跃迁,若是大量跃迁可 辐射出Cn2种频率的光;若是 一个跃迁最多可辐射n-1种不 同频率的光。 答案:D
针对练习:
如右图所示为氢原子部分能级图。关 于氢原子能级的跃迁,下列叙述中正 确的是( ) A、用能量为10.2eV的光子照射,可 使处于基态的氢原子跃迁到激发态 B、用能量为11eV的光子照射,可使 处于基态的氢原子跃迁到激发态 C、用能量为14.0eV的光子照射,可 使处于基态的氢原子电离 D、大量处于基态的氢原子吸收了能 量12.09eV的光子后,能辐射2种不同 频率的光
高中物理 18.4 玻尔的原子模型教案 新人教版选修3-5
高二物理 18.4 玻尔的原子模型学案新课标要求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。
教学重、难点玻尔原子理论的基本假设为重点;玻尔理论对氢光谱的解释为难点。
预习要点1.α粒子散射实验是籍物理学家做的α粒子散射实验的现象是,2.原子核式结构学说的内容是卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾3、玻尔的原子理论(1)物理学家玻尔认为:电子的轨道是,电子在这些轨道绕核转动是,不产生。
原子在不同的状态下具有不同的,原子的能量是,这些能量值叫能级。
原子中这些具有确定能级的稳定状态,称为。
能量叫基态。
(2)跃迁假设:电子从一种定态(设能量为E n)跃迁到定态(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 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(二)进行新课1、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)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。
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。
高二物理 选修3-5 18.4 玻尔的原子模型
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
6.氢原子的能级图如右图所示,欲使一处于基态 的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,氢原子 需要吸收的能量至少是:A A.13.60ev B.10.20ev C.0.54ev D.27.0ev
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,这些现 象叫做轨道量子化;且 电子在这些轨道上绕核 的转动,并不向外辐射 能量。这些状态叫定态。
针对原子的稳定性提出
原子在不同的轨道上 运动时,原子处于不同的 状态(定态)。波尔指出, 原子的不同的状态中具有 不同的能量,所以原子的 能量也量子化的。 v r
基态1
1层 2层 3层 4层 5层 5种 4种 3种 2种 1种 n-1 n-2 n-3 n-4 n-5 =1
-13.6eV
n(n 1) 跃迁次数:N 2
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。
1 1 1 R 2 2 2 n λ
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
兴义市天赋中学物理选修三教案:18.4 玻尔的原子模型三维教学目标1、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。
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:教学过程:第四节玻尔的原子模型(一)引入新课提冋:(1 )a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?电子绕核运动(有加速度)频率等于绕核运行的频率辐射电磁波能量减少、轨道半径减少------ ►频率变化*T电子沿螺旋线轨道落入原子核原子光谱应为连续光谱[(矛盾:实际上是不连续的亮线)原子是不稳定的(矛盾:实际上原子是稳定的)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h E m E n(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:r n n2* n=1 ,2,3 ................ 能量:E n E1 n=1 ,2,3 ............ 式中r i、nE、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、巳分别代表第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=n2r i,r i代表第一条(离核最近的一条)可能轨道的半径r i=0.53 x 10-10 m例如:n=2, r 2=2.12 x 10-10 m(2)氢原子的能级:原子在各个定态时的能量值Ei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日(包括动能和势能)E n=E/n2 n=1 ,2, 3,..............................E i代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量,E1=-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。
例如:n=2,E?=-3.4eV,n=3 ,E3=-1.51eV,n=4 ,曰=-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一一可能情况只有一种。
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。
(1)夫兰克一赫兹实验的历史背景及意义1911年,卢瑟福根据a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)夫兰克一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。
h E m E n (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:eV E m E n (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。
丸岂克-辑巷窖蜃的眦過由于様来窝軽裳工的快踏.車麒产生高能*外电子+7 Ait.耙知速和起摊令恵两4風城进打.如下用所示:L 在魅捉谊加一枫板.以达劃旁嬪式.触土悅岐杷于均勺載+S 起于时能童叮皿测的吏率;h阴凯IL附返加一伞樁城G-捋便帶内吒恢更牺澤萍*快电于観疋筍艮址只如建,苹疑摊;1.便幅垃 6* 6越势#1同,犢区战为等甘国・在这个区爲内电于只岌皇H権.(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G之间的加速电压V GIK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和第二栅极设汞原子的基态能量为E o ,第一激发态的能量为E i ,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<E i -E o 时,电子能量几乎不损失。
如果 eV >E i -E^=A E,则汞原子从电子中取得能量△ E,而由基态 跃迁到第一激发态,△ E=eV c 0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 G 2K ,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) 实验结论夫兰克一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一一电子云课堂练习(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G 2之间可设置减速电压 V G 2”夫兰克f 匏管给枸图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。