高中物理-玻尔的原子模型课件

间是否有某种关系？
➢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 征谱线？
18-4 玻尔的原子模型
16
柳河
三、玻尔模型的局限性
一中
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
14
二柳河.玻尔理论对氢光谱的解释
一中
Hδ
Hγ
HβBaidu Nhomakorabea
Hα
巴尔末 系氢吸 收光谱
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
18-4 玻尔的原子模型
15
柳河
二、玻尔理论对氢光谱的解释
一中
阅读教材P58-P59，小组讨论回答以下几个问题
➢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
事 实
e
v
F
r + e
e
e +
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, 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 连续的线状谱
柳河
一中
气体导时发光的原理是什么？
18-4 玻尔的原子模型
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IA (uA)
证明了汞原子能量量子化。该实 验卓越的设计思想和实验技巧， 以及它在建立原子量子学说方面 做出的贡献，受到人们的赞誉。
e c
a
Oo
bd
U1 U2 U3 U4 U5 U6
夫兰克—赫兹管的IA～UG2K曲线
18-4 玻尔的原子模型
UG2K
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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 认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
５
-0.54
４ ３ ２
巴
帕 邢 系
布 喇 开 系
普 丰 德 系
-0.85 -1.51
-3.4
耳
末
系
演 基态
示
１
）
赖曼系 18-4 玻尔的原子模型
-13.6
12
➢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：
1R λ
1 22
1 n2
n=
原子的能量增加）
激
态
跃迁
发
辐射光子
（电子所受库仑力做正功减小电势能，
态
原子的能量减少）
18-4 玻尔的原子模型
7
柳河
一中
光子的发射和吸收
18-4 玻尔的原子模型
8
柳河
一中
当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，m>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，
α粒关子键散射：实验用实验电子否定云概念汤 瓜姆 模取孙 型代的西经典的建立学 模 型轨道概卢式念瑟结福构的模核型
所
提出现矛盾
获
得 原子稳定性事实 否定
氢光谱实验
的
卢瑟福的核 式结构模型
出 建科立
?玻尔模型
学出现矛盾
事
假
实 复杂（氦）原电子在某处否单定位体积内出玻现尔的模概型率——电建子立说云
光谱
量子力学 理论
3
柳河
一中
•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
针对原子核式结构模型提出
18-4 玻尔的原子模型
4
柳河
一中
原子在不同的轨道上 运动时，原子处于不同 的状态．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
即hν＝Ｅm-Ｅn
称为频率条件，又称辐射条件
针对原子光谱是线状谱提出
En
n
18-4 玻尔的原子模型
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柳河
一中
Em
n
针对原子光谱是线状谱提出
原子在始、末 两个能级Em和En （ Em>En ）间跃 迁时发射光子的 频率可以由前后 能级的能量差决 定：
hn Em En
18-4 玻尔的原子模型
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柳河
针对原子的稳定性提出
v
m
r
18-4 玻尔的原子模型
5
➢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
５ ４
３
量
２
ＥＥＥ３４５
激发态
Ｅ２
3
2v
1
m
r
子
数 １
Ｅ１
——基态
能级图
轨道图
柳河
一中
光子的发射和吸收
基
吸收光子 （电子克服库仑引力做功增大电势能，
1 n2
) n
3, 4,5,...
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J
所以， λ δ=hc/ Eδ = 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / 3.03 ×10-19J
= 6.57 ×10-7(m)
18-4 玻尔的原子模型
柳河
一中
18-4 玻尔的原子模型
1
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的西 瓜模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
汤姆孙的西 瓜模型
卢瑟福的核 式结构模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
? 建立
柳河
人民教育出版社《物理》选修3－5
一中
18-4 玻尔的原子模型
氢 原
n=5
子 n=4
能 级
n=3
跃
迁 与
n=2
巴 耳
光 谱
末
图
系
n=1
n 3，4,5,
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
-13.6 eV
二柳河.玻尔理论对氢光谱的解释
一中
（巴尔末系）
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
Hγ
Hβ
Hα
1
R(
1 22
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 引进没有适当
除了氢原子光谱外，在解决其的理论解释。
他问题上遇到了很大的困难． 氦原子光谱
18-4 玻尔的原子模型
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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 ？
察
建建立 立
汤姆孙的西 瓜模型
思想：必与须彻底放弃经典概念？科出现矛盾
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
18-4 玻尔的原子模型
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注柳河意夫兰克一赫兹实验 ①一中方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子 发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。
18-4 玻尔的原子模型
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柳河 ②实验的结果，表现在接收极电流随K—G间电压的 一中 变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。
柳河
学以致用
一中
18-4 玻尔的原子模型
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[例1]
柳河
学以致用
一中
练习：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
二、玻尔理论对氢光谱的解释
一中
，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．
rn n 2 r1
氢 原 子
En
1 n2
E1
能
(E1 13.6eV )
级
n 1,2,3
18-4 玻尔的原子模型
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柳河
一中
氢
原
子
的激
能
发 态
级
图
（
二、玻尔理论对氢光谱的解释
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV