高二物理鲁科版选修3-5教师用书：第2章 第3节 玻尔的原子模型 含解析
高二物理第2章原子结构第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构课件鲁科版选修3_5
4.总而言之：根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能 的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定 态．只有电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量， 辐射的能量是一份一份的，等于这两个定态的能量差．这就是 玻尔理论的主要内容．
(1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的 原子是不稳定的． (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的 能量大，轨道半径小，原子的能量小．
[解析] 根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢原子
能量越大，根据能量守恒定律可知：
hν＋E1＝12mv2，所以电子速度为：v＝
2（hνm＋E1）.
[答案] 越大
2（hν＋E1） m
电子被电离后可认为离原子核无限远，即电子的电势能为零， 所以此时电子的能量等于电子的动能．
的是( )
1.(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确
得 ν＝13h.6n121－n122 此式在形式上与氢原子光谱规律的波长公式一致，当 n1＝2， n2＝3，4，5，6，…时就是_巴__尔__末__公式． 2.巴尔末系：氢原子从相应的能级跃迁到 n＝_2_的能级得到的 线系．
2．玻尔理论是量子化的理论吗？ 提示：不是，玻尔理论的电子轨道是量子化的，并根据量子化 能量计算光的发射和吸收频率，这是量子论的方法；而电子轨 道的半径是用经典电磁理论推导的，所以玻尔理论是半经典的 量子论．
第2章 原子结构
第3节 玻尔的原子模型 第4节 氢原子光谱与能级结构
第2章 原子结构
1.了解玻尔理论的主要内容． 2.掌握氢原子能级和轨道 半径的规律．(重点＋难点) 3．了解氢原子光谱的特点，知道巴尔末公式及里德伯常量． 4. 理解玻尔理论对氢光谱规律的解释．(重点＋难点)
鲁科版高中物理选修3-5第2章 第3节 玻尔的原子模型
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是 A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态是不连续的 C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的 ( )
解析：根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化 的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定 B是正确的。
[跟随名师· 解疑难] 1．对氢原子能级图的理解(如图231)
图231
(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态，氢原子可以 有无穷多个能级值。 (2)横线左端的数字“1,2,3„”表示量子数。“1”表示原子处 于基态，“2”“3”„表示原子处于不同的激发态。 (3)横线右端的数字“－13.6，－3.4，„”表示氢原子各个状 态的能量值。 (4)n＝1对应于基态，n＝∞对应于原子的电离，从能级图可 以看出，n越大，能级线越密，表现为上密下疏。这表明量子数n 越大，相邻的能量差越小。
－10
m。
3．玻尔理论对氢原子光谱的解释 (1)基态：在正常或稳定状态时，原子尽可能处于 最低 能级， 电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨道，此时原子的状态叫 做基态。 (2)激发态：电子吸收能量后，从基态跃迁到 较高 的能级，这 时原子的状态叫做激发态。 (3)能级跃迁：当电子从高能级跃迁到低能级时，原子会 辐射 能量，当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要 吸收能量。由于电 子的能级是不连续的，所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是 任意的，这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差，能量 差值不同，发射的 光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。
新课标鲁科版3-5 选修三2.3《玻尔的原子模型》 3
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
学习目标:
1、了解玻尔理论产生的背景；
2、理解和掌握玻尔理论内容、意义；
3、理解定态（基态和激发态）、量子 化、能级、跃迁的概念，理解氢原子的能 级图。
按照经典物理学的观点去推 断，在轨道上运动的电子带有电 荷，运动中要辐射电磁波，电子 损失了能量，其轨道半径不断缩 小，最终落在原子核上．由于电 子轨道的变化是连续的，辐射电 磁波的频率也会连续变化．
式中r1、E1、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
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
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。
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 r（1 n=1,2,3……)
能
量：En
1
n2
E1（n=1,2,3……)
5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从
选修3-5-2.3~4光谱-玻尔的原子模型
玻尔的原子模型
丹麦物理学家 玻尔
定态（电子处于分立的、特 定 的轨道，不辐射能量） 能级（不同轨道上的能量）
玻尔的原子模型
不同能级的能量：
En=E1/n2 E1= - 13.6 eV 发射的光子的能量： hv= En-Em 不同能级的轨道半径： rn=n2r1
玻尔的原子模型
贡献：很好解释了氢原子的光谱中波长满足的规 律。引入了量子化概念，推动了量子力学发展。
选修3-5 第二章 原子结构
第3节 光谱 氢原子光谱 第4节 玻尔的原子模型 能级
几种光谱
炽热的固体、液体或高压气 体发射的多为连续谱 连续谱
稀薄的气体发射的多为线状谱
线状谱
光谱分析应用广泛
氢原子光谱
观察条件： 真空管充入稀薄氢气 分光仪器观察 现象及规律： 线状谱 各条谱线光波长满足巴尔末公式 2~3kV高压
rn=n2r1
跃迁发射的光子能量 hv= En-Em
不完善：无法说明光谱的强度和偏振情况， 无法解释有两个以上电子的原子复杂光谱。
小结
光谱 定义 将光按波长长短顺序排列 分类 连续谱，线状谱 发射谱，吸收谱
氢原子光谱
观察条件
规律
定态 能级
真空
稀薄氢 气
2~3kV 高压
分光仪器 观察
各条谱线波长满足巴尔末公式
一系列分立的、特定
新课标鲁科版3-5选修三2.3《玻尔的原子模型》课件
教学反思与改进建议
教学内容与方法
互动与讨论
反思教学内容的选择和安排是否合理，教 学方法是否恰当，是否有效地促进了学生 的理解和思考。
评估课堂上的互动和讨论环节是否充分， 是否有助于激发学生的思维活力和创造力 。
教学资源与工具
改进建议
检查所使用的教学资源和工具是否合适， 是否充分利用了现代技术手段以提高教学 效果。
02
玻尔原子模型的基本内容
玻尔原子模型的假设与原理
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，不向外辐射能量。
频率条件
原子从一个定态跃迁到另一个定态 时，发出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。
轨道量子化
电子绕核运动的轨道半径只能是某 些特定的值，即电子的可能轨道是 不连续的。
不确定性原理
无法同时精确测定微观粒 子的位置和动量。
量子态与波函数
微观粒子的状态用波函数 描述，波函数的模平方表 示粒子在某处出现的概率。
玻尔原子模型与量子力学的关系
玻尔原子模型是量子力学发展的基础
01
玻尔提出的定态、跃迁等概念为量子力学的发展奠定了基础。
量子力学对玻尔原子模型的解释
02
量子力学用波函数和算符等概念对玻尔原子模型进行了更为精
玻尔对原子模型的贡献
1913年，玻尔提出了量子化的原子模型，成功解释了氢原子光谱，为量子力学 的发展奠定了基础。
课程目标与要求
知识与技能
掌握玻尔原子模型的基本假设、能级 概念和跃迁规则；理解玻尔理论对氢 原子光谱的解释。
过程与方法
情感态度与价值观
体会科学家在探索自然规律过程中的科 学精神和科学方法；认识科学理论的发 展是一个不断修正、完善的过程。
鲁科版高中物理选修3-5课件-2.3-玻尔的原子模型
二、氢原子的能级结构
根据玻尔理论，可以计算出电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨 道上运动时的能量公式：
光子的能量是 hv
爱因斯坦 1879年-1955年 德国物理学家
一、玻尔原子模型——量子化的原子模型
1.定态假设 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。
二、氢原子的能级结构
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。 不同的能量，发射的光频 率也不同，我们就能观察 到不同颜色的光。
处于n=4能级的氢原子可能辐射几种频率的光子
n
E eV
４
-0.85
2.3 玻尔的原子模型
回顾复习：原子结构的探究过程
电子是原子的组成部分，原子是中性的， 那么原子的模型是怎样的？
这个模型是完美的吗？
1. α粒子的大角度散射现象。
它就是原子结构的最后真相吗？
？
2. 电子容易穿过铝原子。
卢瑟福
汤姆孙
枣糕模型 原子带正电的部分应均匀分布 在整个原子中，很小很轻的电 子镶嵌在球体的某些固定位置
量基本单位的整数倍,每一份能量子等于hv，v 为辐
射电磁波的频率，h为一常量，叫为普朗克常数。
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.。
原玻尔原子模型 课件 -2023-2024学年高二下学期物理鲁科版(2019)选择性必修第三册
A．9 eV的光子 B．12 eV的光子 C．10.2 eV的光子 D．11 eV的光子
谢谢！
1.电子跃迁：电子任在原子内，只是跳到不同能级. 2.电子电离：电子脱离原子，成为自由电子.
吸收能量的区别：
1.电子跃迁：光子能量必须满足_h_ν__＝__E_m__－__E_n_才会被吸收或辐射。
2.电子电离：如基态氢原子，只要光子能量大于或等于13.6 eV都能被基 态的氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生 的自由电子的动能越大。
rn n2r1, (n 1,2,3......)
E式1为中最低，能E级1，约-1133..66eeVv, r1 0.531010 m
r1为最小轨道半径，约0.53×10-10m
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。
1 基态
-13.6eV
电子吸收能量后，原子从低能级跃迁到高能级，这时 原子的状态称为激发态。
用一束单色光照射处于n＝4能级的氢原子使其电离（电子 脱离原子核的束缚成为自由电子），光子的能量至少为多大？
解 处于n＝4能级的氢原子能级为E4=-0.85eV 使其电离的光子能量E=0-(-0.85) eV=0.85EV
跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能Ep减小， 电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势 能增大，电子动能减小，原子能量增大．
光子的波长
氢原子辐射光子的频率可能 有几种？
c 9.71108 m 97.1nm
氢原子可能辐射几种频率的光子 n
鲁科版高中物理选修3-5课件 玻尔的原子模型课件1
菜单
LK·物理 选修 3-5
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK·物理 选修 3-5
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
双 基 达 标
可能的．n 是正整数，称为__量___子__数___
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教
互
法
动
分
析
2.思考判断
探 究
(1)玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型．(×)
教 学
(2)玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射
当 堂
方
双
案 设
能量．(√)
基 达
计
标
课 前
介于这些轨道半径之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道
课
自
时
主 量子化．
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
2．能量量子化
课
学
堂
教 法
与轨道量子化对应的能量不连续的现象．
互 动
分 析
探
电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不 究
释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．
教 学
由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也
2018-2019学年新设计高中物理(鲁科版)选修3-5讲义：第2章 原子结构2-3Word版含答案
第3节 玻尔的原子模型[目标定位] 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发光问题．一、玻尔的原子模型1．定态 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．电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态．2．跃迁假设 原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，即hν＝E 2－E 1.3．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，原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道也是不连续的．轨道半径r 跟电子动量m v 的乘积满足下式的这些轨道才是可能的．m e v r ＝n h 2π(n ＝1,2,3，…) 式中n 是正整数，称为量子数．想一想 氢原子从高能级向低能级跃迁时，是不是氢原子所处的能级越高，释放的光子能量越大？答案 不一定．氢原子从高能级向低能级跃迁时，所释放的光子的能量一定等于能级差，氢原子所处的能级越高，跃迁时能级差不一定越大，释放的光子能量不一定越大．二、氢原子的能级结构1．氢原子的能级公式和轨道半径公式E n ＝E 1n2(n ＝1,2,3，…) r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)式中E 1＝－13.6 eV ，r 1＝0.53×10－10m.2．氢原子能级图如图1所示图13．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两能级差，由于原子的能级是不连续的，所以放出的光子的能量也是不连续的，因此原子的发射的光频率也不同．一、对玻尔理论的理解1．轨道量子化(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．(2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm＝0.53×10－10 m，其余轨道半径满足r n＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数．2．能量量子化(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV.(3)激发态：除基态之外的其他能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．氢原子各能级的关系为：E n＝1n2E1(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…)3．跃迁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，即高能级低能级E n【例1】(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是()A．核外电子运动轨道半径可取任意值B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝|E m－E n|D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量答案BC解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误．【例2】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中() A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大答案 D解析 根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B 错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：k e 2r 2＝m v 2r ，又E k ＝12m v 2，所以E k ＝ke 22r.由此式可知：电子离核越远，即r 越大时，电子的动能越小，故A 、C 错；由r 变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D 正确．借题发挥 当氢原子从低能量态E n 向高能量态E m (n ＜m )跃迁时，r 增大，E k 减小，E p 增大(或r 增大时，库仑力做负功，电势能E p 增大)，E 增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量hν＝E m －E n .二、原子能级和能级跃迁的理解1．氢原子能级图如图2所示图2 2．根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为n 的氢原子跃迁到基态时，可能辐射出不同频率的光子数可用N ＝C 2n ＝n (n －1)2计算． 3．原子从低能级向高能级跃迁：只能吸收一定能量的光子，即当一个光子的能量满足hν＝E 末－E 初时，才可能被某一个原子吸收，而当光子能量hν大于或小于E 末－E 初时都不能被原子吸收；原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．【例3】 如图3所示，氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV 的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．图3答案 12.75 eV 跃迁图见解析图 解析 氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，满足：hν＝E n －E 2＝2.55 eV E n ＝hν＋E 2＝－0.85 eV所以n ＝4基态氢原子要跃迁到n ＝4的能级，应提供的能量为ΔE ＝E 4－E 1＝12.75 eV .跃迁图如图所示．借题发挥 (1)如果是一个氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，可能发出的不同频率的光子数为n －1.(2)如果是一群氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，发出不同频率的光子数为：N ＝n (n －1)2. 针对训练 如图4所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．处在n ＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光子中，波长最长的是( )图4。
鲁科版高中物理选修3-5课件高二：2.3玻尔的原子模型
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1
第3节 玻尔的原子模型
2
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习 UITANG LIANXI
情境导入
按照经典电磁理论的说法,只要给原子提供一定的 能量,原子就会由低能量状态跃迁到高能量状态。 实际上对于某种元素的原子,只有吸收一些特定大 小的能量,原子才能从低能量状态向高能量状态跃 迁,这是为什么呢?
5
探究一
探究二
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
玻尔的原子模型 ●问题导引●
丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在 普朗克关于黑体辐射的量子理论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下,他 在 1913 年把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统。那么在 玻尔的头脑中,原子模型会是一幅什么图景呢?
13
探究一
探究二
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
1.原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等于两能级的
跃 能量差,否则不被吸收 迁 2.原子若是吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发,实物粒
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随堂练习
UITANG LIANXI
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2.氢原子辐射出一个光子后,则( )
《玻尔的原子模型》课件1(10张PPT)(鲁科版选修3-5)
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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
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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
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n= n=5
E h
2.461015 HZ
n=4 n=3
c 1.22107 m
n=2
E4= -0.85ev E3= -1.5
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gkx是x精多品课少件
E2
的这些轨道才是可能的gk。xx精品课件
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
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。
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
第3节 玻尔的原子模型
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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
高中物理选修3-5-玻尔的原子模型
玻尔的原子模型知识集结知识元玻尔的原子模型知识讲解玻尔的原子模型1．玻尔原子模型玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫做轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．将以上内容进行归纳，玻尔理论有三个要点：（1）原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态．可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形状改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上，玻尔将这种现象称为跃迁．2．能级在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，因此各状态对应的能量也是不连续的．这些能量值叫做能级．各状态的标号1，2，3，……，叫做量子数，通常用n表示．能量最低的状态叫做基态，其他状态叫做激发态，基态和各激发态的能量分别用表示．（1）氢原子的能级．对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同，若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高．我们把原子电离后的能量记为0，即选取电子离核处于无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值就是负的．（2）能级图．氢原子的能级图如图所示．注意：①由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化．②原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．③原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量．无论是吸收能量还是放出能量，这个能量值不是任意的，而是等于原子发生跃迁的这两个能级问的能量差．Δx=hν，ν为发出光子的频率．④n=1对应于基态，n趋于无穷大，对应于原子的电离．3．光子的发射和吸收（1）能级的跃迁．根据玻尔模型，原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，这些状态分基态和激发态两种．其中原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．注意：①原子能级跃迁时，处于激发态的原子可能经过一次跃迁回到基态；也可能由较高能级的激发态先跃迁到较低能级的激发态，最后回到基态．一个原子由较高能级回到基态，到底发生了几次跃迁，是不确定的．②物质中含有大量的原子，各个原子的跃迁方式也是不统一的．有的原子可能经过一次跃迁就回到基态，而有的原子可能经过几次跃迁才回到基态．（2）光子的发射．由上式可以看出，能级的能量差越大，放出光子的频率就越高．（3）光子的吸收．注意：由于原子的能级是一系列不连续的值，则任意两个能级差也是不连续的，故原子只能发射一些特定频率的光子，同样也只能吸收一些特定频率的光子．但是，当光子能量足够大时，如光子能量E≥13.6e V时，则处于基态的氢原子仍能吸收此光子并发生电离．4．氢原子核外电子绕核运动的轨道与其能量对应关系在氢原子中，电子围绕原子核运动，如将电子的运动轨道看做半径为r的圆周，则原子核与电子之间的库仑力为电子做匀速圆周运动所需的向心力，那么由库仑定律和牛顿第二定律，有，①电子的动能为；②电子在半径为r的轨道上所具有的电势能为；③原子的总能量就是电子的动能和电势能的代数和，即．④注意：比较可得：例题精讲玻尔的原子模型例1.如图是氢原子的能级示意图。
高二物理选修3-5：18.4玻尔的原子模型
答案：C
例题4、已知金属钾的逸出功为 2.22 eV，氢原 子的能级如图 所示，一群处在 n＝3 能级的氢 原子向低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打
出光电子的光波共有( ） C
A．一种 B．两种 C．三种 D．四种
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 的低定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，
会放出光子（h是普朗克常量），
这个光子的能量由前后两个能
En
n
级的能量差决定，即hν＝ ,
Em
称为Ｅ频m-率Ｅ条n 件，又称辐射条件
当电子从能量较 低的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁 到能量较 的高定态轨道（能量记为Ｅn，m<n）时，
Hγ
Hβ
Hα
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
三、 玻尔理论的成就和局限性
1.玻尔理论的成就：将量子观念引入了原子领域， 提出了定态和跃迁的概念，解释了氢原子光谱的实验 规律．
2.玻尔理论的局限性：无法解释稍微复杂的原子的 光谱现象，它的不足之处在于保留了经典粒子的观念， 把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运动．
v
m
r
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பைடு நூலகம்
５ ４
３
ＥＥＥ３４５
激发态
3
2v
1
m
量
２
Ｅ２
r
子
数
１
Ｅ１ ——基态
能级图
轨道图
光子的发射和吸收
基
吸收光子
高中物理 《波尔的原子模型》教案 鲁科版选修3-5
第三节波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。
（一）引入新课提问：（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？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。
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第3节 玻尔的原子模型
玻 尔 原 子 模 型
[先填空]
1．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子与金箔中原子碰撞所得到的信息，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．
2．玻尔原子理论的主要内容
(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中，这些状态叫作定态．
(2)原子从一种定态跃迁到另一种定态时，吸收(或辐射)一定频率的光子能量h ν，其中h 为普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J ·s ，ν为光的频率．
(3)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．只有电子的轨道半径r 跟电子动量m e v 的乘积满足m e vr ＝n ·h
2π
(n ＝1,2,3，…)的轨道才是可能的． [再判断]
1．玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型．(×)
2．玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量．(√)
3．原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差．(√)
[后思考]
请详细阐述原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾．
【提示】电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾．
[核心点击]
1．轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．
氢原子各条可能轨道上的半径r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)
其中n是正整数，r1是离核最近的可能的轨道半径，r1＝0.53×10－10 m．其余可能的轨道半径还有0.212 nm、0.477 nm…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
2．能量量子化
(1)电子在可能轨道上运动时，虽然是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．
(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的．这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，基态最稳定，其他的状态叫作激发
态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式E n＝1
n2
E1(n＝1,2,3，…)
其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6 eV.n是正整数，称为量子数．量子数n越大，表示能级越高．
(3)原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．
3．跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)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，
高能级E m 发射光子hν＝E m－E n
吸收光子hν＝E m－E n低能级E n.
可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁．
1．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( )
A．原子可以处于连续的能量状态中
B．原子的能量状态是不连续的
C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量
D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的
【解析】根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定B是正确的．
【答案】 B
2．(多选)根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )
A．若氢原子由能量为E n的定态向能量为E m的低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量hν＝E m－E n
B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a>r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子
D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。