波尔的原子模型

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能级的能量差)
• (2) 电子---允许剩余,(即外来电子的能量大于或等于两个能级的
能量差即可,剩余能量为动能)
• 5、E总=EK+EP
• 7、(1)规定无穷远处能量为零,无穷远处能量最高,因
此其他能量为负值,谱线上每个能级对应的能量表示总能 量E总.
• (2)去掉负号表示该能级对应的动能EK, • (3)去掉负号也表示该能级对应的电离能: • 指原子的核外电子摆脱原子核的引力束缚而飞到无穷远
处所需要的能量。
• 使原子发生电离的条件:入射光或外来电子的能量必须大
于或等于各个能级对应的电离能。
• (3)电势能EP = 2E总
• 8、区分一群和一个的概念 • 可以产生谱线的条数
达标练习:
1、对玻尔理论的下列说法中,正确的是(ABCD)
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
• (3)知道氢原子能级公式,以及能利用公式分析一些有关原子能级的问题 • (4)能用原子的能级结构解释氢原子的光谱的不连续性 • 2、过程与方法 • 通过原子的能级跃迁与上下楼梯时的势能的变化比较,理解能级的量子效应 • 3、情感、态度与价值观 • (1)通过计算和对比,能够验证自己的猜想,培养尊重事实结果的态度和严
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
二、玻尔的原子结构模型
1.玻尔理模型 与经典电磁理论的矛盾
卢瑟福的核式结构模型 与经典电磁理论的矛盾
1.原子的稳定性;
卢瑟福的核式结构模型 与经典电磁理论的矛盾
谨的学风
• (2)加深对微观世界的“不连续”、能量量子化的理解
一、玻尔提出原子模型的背景:
• 卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a
粒子的散射实验,初步建立了原子结构的 正确图景,但跟经典的电磁理论发生了矛 盾。
1、原来,电子没有被库仑力吸引到核 上,它一定是以很大的速度绕核运动,就 象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论, 绕核运动的电子应该辐射出电磁波,因此 它的能量要逐渐减少。随着能量的减少, 电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电 子将沿着螺旋线的轨道落入原子核,就像 绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力 不断损失能量后要落到地面上一样。 这样 看来,原子应当是不稳定的,然而实际上 并不是这样。
二、玻尔理论的主要内容:
1、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。
2、原子从一种定态(设能量为E初)跃迁到 另一种定态(设能量为E终)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 v= E初 -E终.
n=4
2、电子的能量减小
3、原子发射的电磁波的频率是连续的
4、电子最终将坠毁,原子处在不稳定
状态。
一、玻尔的原子结构模型:
1、原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态 中原子是稳定的,电子虽然做变速运动,但并不向外辐射能量, 这些状态叫做定态。电子绕原子核做圆周运动,只能处在一些 分立的轨道上,它只能在这些轨道上绕核转动而不产生电磁辐射。
高中物理选修3—5第三章 原子结构之迷
第三节:氢原子光谱 第四节:原子的能级结构
第三节:氢原子光谱
学习目标
• 1、知识与技能 • (1)了解氢原子光谱的不连续性及各个线系 • 2、过程与方法 • 通过教材实验知道观察光谱的方法,明确原子光
谱的不连续性
• 3、情感、态度与价值观 • 了解光谱分析的应用,体会物理对生活、技术的
吸收光子
h
E2
mevr n 2 , (n 1,2,3.....)
的这些轨道才是可能的。
二、氢原子的能级结构:
1、能级:原子只能处于一系列不连续的能量状态。在每个 状态中,原子的能量值是确定,各个确定的能量值叫做能级。
2、基级:原子尽可能处于最低能级,这时原子的状态叫基态, 较高能级所对应的状态叫激发态。电子从高能级跃迁到低能级 时,原子会辐射能量,而电子从低能级跃迁到高能级时, 原子要吸收能量,辐射(或吸收)能量
学习目标
• 1、知识与技能 • (1)了解氢原子光谱的不连续性及各个线系 • 2、过程与方法 • 通过教材实验知道观察光谱的方法,明确原子光
谱的不连续性
• 3、情感、态度与价值观 • 了解光谱分析的应用,体会物理对生活、技术的
推动作用,培养浓厚的科学探究兴趣
1885年巴耳末根据埃格斯充 对光谱线的精确测量,提出了氢原 子光谱可见光区域光谱线波长的经 验公式。
⑵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,光子的能量由这两定态的能量差决定,
即hν=E初-E终。——跃迁假设
疑难辨析
1.玻尔理论的主要内容
⑴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。——定态假设
推动作用,培养浓厚的科学探究兴趣
引言
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱,对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支,并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子,其光谱线在按波长(或波 数)大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构,很自然氢原子首先被关注。
• 1、原子的跃迁指的是原子的核外电子发生跃迁。
• 2、使原子跃迁的方式
• (1)原子吸收或辐射特定频率的光子
• (2)外来电子与原子的核外电子发生碰撞
• 3、n=1称为基态,能量最低,离核最近,最稳定;(n被称为能量量
子数)

n》=2称为激发态,能量依次更高,不稳定
• 4、(1)光子—不允许剩余(即原子吸收或辐射的能量刚好等于两个
E2= -3.4ev
n=1
E1= -13.6ev
2、当氢原子从n=3的能级跃到n=1的能级时,能辐射出多少 种的光子,它们的频率是多少
氢原子的光谱图
可 见 光 区
特点 1.几种特定频率的光 2.光谱是分立的亮线
原子光谱
每一种原子都有自己特定的原子光谱,不同原子,其原子 光谱均不同
43 2
定态假设
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”的观点提出了异议
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
E4 E3 E2
1
玻尔(1885~1962)
E1
1
43 2
跃迁假设
E4 E3 E2
E1
4 3 21
轨道假设
hν=E初 – E未
rn= n2r1
En=
E1 n2
三、玻尔计算出氢的电子的各条可 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: rn=n2 r1 (n=1,2,3……) 能 量:En= 1 E1(n=1,2,3……)
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
h E2 E1
3、氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为:
En
E1 n2
, (n
1,2,3......)
rn n2r1, (n 1,2,3......)
式中,E 1 13.6ev, r1 0.531010 m
n= n=5 n=4 n=3 n=2
n=1
E4= -0.85ev E3= -1.5ev E2= -3.4ev
⑵原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸
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
1.原子的稳定性; 2.原子光谱是连续谱还是线状谱。
1.玻尔理论的主要内容
1.玻尔理论的主要内容
⑴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。——定态假设
1.玻尔理论的主要内容
⑴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。——定态假设
2、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 h。例如,原子从定态E2跃迁到定态E1辐射的光子
能量为 h E2 E1
3、原子的不同能量状态对应于电
子的不同运动轨道,原子的能量
状态是不连续的,电子不能在任 意半径的轨道上运动。 轨道半径r跟电子动量mv的
E1 发射光子
乘积满足下式

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

-13.6
五、能级:
1、能级:氢原子的各个定态的能量值,叫它的能级。
2、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。
3、激发态:除基态以外的能量较高的其他能级,
叫做激发态。
4、原子发光现象: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,这就是原子发光现象。
1913年,玻尔引入量子概念 提出的氢原子模型假说,给出了氢 光谱线系规律的理论解释。
实验仪器
第四节:原子的能级结构
学习目标
• 1、知识与技能 • (1)了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念 • (2)了解能量量子化是如何提出的,理解原子发射与吸收光子的频率与能量
差的关系
n2
式中r1 ( r1 =0.53×10-10m )、E1 ( E1=-13.6eV)、
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,rn、En 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。
n 四、氢原子的能级图: E
∞ ----------------- 0 eV
E1= -13.6ev
三、原子的跃迁: 1、当氢原子从n=2的能级跃到n=1的能级时, (1)原子是吸收光子还是辐射光子, (2)辐射光子的能能量、频率和波长是多少
解: E E2 E1 10.2ev
n= n=5
E h
2.461015 HZ
n=4 n=3
c 1.22107 m
n=2
E4= -0.85ev E3= -1.5ev
电子云
规律总结
1、能级:氢原子的各个定态的能量值,叫它的能级。
2、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。
3、激发态:除基态以外的能量较高的其他能级,
叫做激发态。
4、原子发光现象: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,这就是原子发光现象。
3、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。
2.4 波尔的原子模型 能级
问题
按卢瑟福原子结构模型: 电子在原子核外绕原子核 做圆周运动,你会发现什 么问题?
n=1
n=2
重大发现:
n=3
1、原子会发射电磁波(电子做变速运动)
2、同时,按照经典电磁理论,电子绕核运行 时辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的 频率,随着运行轨道半径的不断变化,电子绕 核运行的频率要不断变化,因此原子辐射电磁 波的频率也要不断变化。这样,大量原子发光 的光谱就应该是包含一切频率的连续谱。
以上矛盾表明,从宏观现象总结出来的经 典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的 微观现象。为了解决这个矛盾,1913年玻尔在 卢瑟福学说的基础上,把普郎克的量子理论运 用到原子系统上,提出了玻尔理论。
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