玻尔原子理论对氢光谱的解释

三、玻尔原子理论对氢光谱的解释

教学目的：

◆了解玻尔原子理论的成功之处及局限性 1、 知道巴耳末公式

2、 了解如何用玻尔原子理论解释氢原子光谱

3、 了解玻尔理论的局限性。

教学重点：玻尔原子理论对氢光谱的解释 教学过程： （一） 组织教学

（二） 复习提问1、玻尔原子理论的内容是什麽？

2、玻尔原子理论中计算氢原子电子的各条可能轨道的半径和电子在各条

轨道上运动时的能量公式是什麽？

1

21

212

1E E h E n

E r n r n n -==

=ν

（三） 引入：看课本彩图4，找氢原子光谱在可见光区的四条谱线波长：

m

H m H m H m H μμμμδγβα4101.04340.04861.06562.0

（四） 新授

1、 氢光谱的实验规律：即巴耳末公式：

⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2212

1

1

n R λ， n=3,4,5,┅┅ 其中λ是氢原子光波的波长，R 为里德伯常量实验值为R=1.096776×107

m

-1

2、 玻尔理论导出的氢光谱规律：按玻尔的原子理论，氢原子的电子从能量较高的轨道

n 跃迁到能量较低的轨道2时辐射出的光子能量：2E E h n -=ν

但：2

122

12

,E E n

E E n =

=， 由此可得：

,121

2

21⎪⎭

⎫ ⎝⎛--=n E h ν

由于λ

νc

=

，所以上式可写作：

⎪⎭

⎫

⎝⎛--=

2211211

n hc E λ

，此式与巴耳末公式比较，形式完全一样，

里德伯常

量1

71

10097373.1-⨯=-=

m

hc

E R 与实验符合的很好。

由此可知，氢光谱的巴耳末线系是电子从 n=3,4,5,6,等能级跃迁到n=2的能级时辐射出来的。

玻尔原子理论还解释了帕邢系（在红外区），预言了当时未发现的氢原子的其他光谱线系。

氢原子能级图

3、 玻尔理论的局限性

（1） 玻尔原子模型在解释氢原子光谱上获得成功，而对核外电子较多的原子，

理论与实验相差很多，玻尔理论不再成立，取而代之的是量子力学。

（2） 玻尔理论的成功之处在于它引入了量子的观念，失败之处在于它保留了过

多的经典物理理论。

（3） 要用建立在量子力学基础之上的原子理论去解释大量的微观现象。

（五） 小结：①氢光谱的实验规律，

②用玻尔的原子能级及电子的跃迁规律结合公式

⎪⎭

⎫

⎝⎛--=

2211211n hc E λ

解释氢光谱。

（六）作业：练习三：（1）、（2）、（3）