高中物理-玻尔的原子模型
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第4章第4节波尔的原子模型课件
r3=0.477nm
氢原子中电子轨道半径示意图
一、玻尔原子理论的基本假设源自2. 能量量子化假说假说：
（1）电子在不同轨道上运动时，原子处于不同 的状态，具有不同的能量，即原子的能量是量子 化的，这些量子化的能量值叫作能级。 （2）原子中这些具有确定能量的稳定状态，称 为定态。能量最低的状态（n=1）叫作基态，其 他的状态（n=2,3,4……）叫作激发态。
资料
美丽的天津海河夜景
同时由于各种气体原子的能 级不同，跃迁时发射光子的能量 不同、频率不同，从而导致颜色 1不. 同，因此我们可以根据需要的 颜色选取合适的气体原子制成五 颜六色的霓虹灯
三、玻尔理论的局限性
1. 玻尔理论的成就 (1)玻尔的原子理论第一次将量子观念引 入原子领域，提出了定态和跃迁的概念。 (2)玻尔理论成功地解释了1巴. 尔末系，并 很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱 线系。
n=∞ n=5 n=4 n=3 n=2
撞击 n=1
0 E5=-0.54eV E4=-0.85eV E3=-1.51eV E2=-3.4eV
E1=-13.6eV
二、玻尔理论对氢光谱的解释
电子从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高 的定态轨道时，除了可以通过吸收光子获取 能量外，还可通过碰撞方式获得实物粒子的 能量。
由于实物粒子的动能可全部或部分地被 电子吸收，所以入射粒子的能量大于或等 于两能级的能量差值（E=Em-En），就可使 电子发生能级跃迁。
Em
撞击
En
能量较高的定态轨道能量记为Em 较低的定态轨道能量记为En
二、玻尔理论对氢原子光谱的解释
5.为什么不同元素的原子具有不同的特征谱线？
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） 的光子频率也不相同，所以每种原子 都有专属的原子光谱，不同元素的原 子具有不同的特征谱线。
人教版高中物理选修35课件：第十八章 4 玻尔的原子模型
2
1
-
1 1
由于 c=λν,所以上式可写作 = ℎ1 2 - 2 。
2
。
把这个式子与前面的巴耳末公式相比较,可以看出它们的形式
是完全一样的,并且 R=-ℎ1。计算出-ℎ1的值为 1.097×107 m-1,与前面
给出的 R 的实验值符合得很好。这就是说,根据玻尔理论,不但可以
推导出表示氢原子光谱的规律性的公式,而且还可以从理论上来计
不同频率的光
D.大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出 3 种
不同频率的可见光
解析:紫外线的频率比可见光的高,因此紫外线光子的能量应大
于 3.11 eV,而处于 n=3 能级的氢原子其电离能仅为 1.51 eV,小于
3.11 eV,所以处于 n=3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并
跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 ν2,已知普朗克常量为 h,若氢原子
从能级 k 跃迁到能级 m,则(
)
A.吸收光子的能量为 hν1+hν2
B.辐射光子的能量为 hν1+hν2
C.吸收光子的能量为 hν2-hν1
D.辐射光子的能量为 hν2-hν1
解析:氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时,辐射红光,则 hν1=Em-En;
E3=-1.51 eV,
……
4.氢原子的能级图
氢原子的能级图如图所示。
5.对氢原子光谱的巴耳末系的解释及推测
按照玻尔原子理论,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,辐射出的光子能量应为 hν=En-E2。根据氢原
1
En=2 ,可得
1
1
1
原子结构玻尔模型的介绍
原子结构玻尔模型的介绍原子结构是物质世界的基础，对于理解原子的组成和性质具有重要意义。
玻尔模型是对原子结构的一个简化描述，它通过引入能级和电子轨道的概念，解释了电子在原子内部运动的方式。
一、玻尔模型的提出1920年，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了他的原子结构模型，也被称为玻尔模型或波尔模型。
他基于当时最新的实验结果和量子理论的发展，提出了一种描述原子结构的简化模型。
玻尔模型的核心思想是：电子围绕原子核运动，在一系列离散的能级上，跳跃着不同的电子轨道。
二、玻尔模型的假设玻尔模型所基于的几个假设是：1. 电子在原子内部运动的能级是量子化的，即只能取离散的特定数值。
2. 电子只能在特定的电子轨道上运动，每个电子轨道对应一个特定的能级。
3. 电子在电子轨道上的运动是稳定的，不会发出或吸收能量。
4. 电子在电子轨道上的运动速度足够高，以至于电子轨道被看作是一个连续的环。
以上假设虽然在某些情况下存在局限性，但它为理解原子结构的基本特征和性质提供了一个起点。
三、玻尔模型的基本原理根据玻尔模型，原子结构包括了原子核和电子轨道。
原子核位于原子的中心，带有正电荷，质量远大于电子。
电子以高速围绕原子核运动，并通过跳跃不同的电子轨道来保持稳定。
玻尔模型将原子结构分为了不同的能级，每个能级对应一个电子轨道。
能级的编号由1开始，越往外编号越大，能级之间的能量差距逐渐增大。
根据电子在不同能级之间的跃迁，原子会吸收或释放特定频率的光子。
当电子从低能级跃迁到高能级时，原子吸收能量，并发射辐射出特定波长的光。
反之，当电子从高能级跃迁到低能级时，原子放出能量，并吸收特定波长的光。
四、玻尔模型的应用和局限性玻尔模型的提出对原子结构的理解产生了重大影响。
它为后续的原子理论奠定了基础，并为解释原子光谱等现象提供了重要线索。
然而，玻尔模型也存在一些局限性。
首先，它只适用于轻原子，对于重原子来说，电子轨道变得复杂，无法用简单的几个能级来描述。
人教版高中物理选修3-518.4《玻尔的原子模型》课件
频率变化 辐射电磁波频率连续变化
事实上：原子是稳定的，原子光谱是线状谱。
经典理论 的困难
否定
卢瑟福核式 结构模型
建立
？
1913年玻尔提出了自己的原子结构假说
1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的
——针对原子的核式结构模型
数值且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的（电子的 轨道是量子化的），不产生电磁辐射。
回顾科学家对原子结构的探究过程
汤姆孙 发现电子
否定
原子不可 分割
出现矛盾
建立
汤姆孙的 西瓜模型
不能解释
否定
汤姆孙的 西瓜模型
建立
α 粒子散射实验
卢瑟福的核 式结构模型
卢瑟福模型的困难： 无法解释原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征。
核外电子绕核运动
辐射电磁波
能量减少， 轨道连续变小 原子不稳定
频率等于绕核运行的频率
结论:
1.当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、 原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。
2.当n增大即轨道半径增大时。库仑力做负功，电子动能减小、 原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。
课堂演练3
根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大( ACD ) A．电子的轨道半径越大 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
玻尔 ——针对原子光谱是线状谱提出 注：当电子吸收光子时会从较低能量态跃迁 到较高的能量态，吸收的光子同样由频率条 件决定。（吸收光谱）
玻尔理论对氢光谱的解释
n
量子数
E /eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
n∞：电子脱 ∞ 离核束缚
18.4玻尔的原子模型
∞ 6 5 4 3 2
1 基态
0 eV
-0.54eV -0.85eV -1.51eV
-3.4eV
激发态
-13.6eV
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。
四、玻尔模型的局限性
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
同时又应用了“粒子、 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难．
氦原子光谱
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 ？
注意区分：处于n=4能级的一个氢原子和一群氢原子最多释放几种
1、一个氢原子跃迁发出可能
的光谱条数最多：n 1
n
E eV
2、一群氢原子跃迁发出可能 ４
-0.85
的光谱条数最多：
３
-1.51
C
2 n
=
n(n 1) 2
２
-3.4
C42 6
１
-13.6
三、玻尔理论对氢光谱的解释
阅读教材P58-P59，小组讨论回答以下几个问题
轨道上运动时的能量公式：
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。
En
e2 -k
rn
1 2
mvn2
-
1 2
k
e2 rn
2 2k 2me 4 E1
玻尔的原子模型
通过多种实验手段验证了玻尔模型的正确性，进一步巩固 了其在物理学界的地位。
要点二
详细描述
除了氢原子光谱实验外，科学家们还通过其他多种实验手 段验证了玻尔模型的正确性。例如，通过测量原子的半径 、电子的轨道半径等物理量，并与玻尔模型的预测值进行 比较，发现实验结果与理论值相符合。这些实验验证进一 步巩固了玻尔模型在物理学界的地位，使其成为研究原子 结构和性质的重要理论框架。
05 玻尔模型的影响与后续发 展
对后世物理学家的启示
玻尔的原子模型为后续的物理学家提 供了研究原子结构的框架，为后续的 理论研究和实验验证奠定了基础。
玻尔模型强调了量子化概念在原子结 构中的作用，启发了后续物理学家对 量子力学的探索和发展。
对量子力学发展的影响
玻尔的原子模型是量子力学发展史上 的重要里程碑，为量子力学的发展提 供了重要的启示和基础。
玻尔模型的成功使得越来越多的物理 学家开始关注量子力学，进一步推动 了量子力学的发展和完善。
后续的原子模型研究
在玻尔模型之后，物理学家们不断改进和完善原子模型，提 出了各种不同的原子模型，如电子云模型、量子点模型等。
后续的原子模型研究进一步揭示了原子结构和性质的本质， 为材料科学、化学等领域的发展提供了重要的理论支持。
玻尔还提出了"定态"和"跃迁"的概念， 解释了原子光谱线的产生原因。
对现代科学的意义
玻尔的原子模型是现代量子力 学和原子物理学的基石之一， 为后续的理论和实验研究奠定
了基础。
该模型不仅解释了当时已知的 许多实验现象，还预测了一些 新的实验结果，如氢原子光谱
线的分裂和偏移。
玻尔的原子模型激发了科学家 们对原子结构和行为的研究兴 趣，推动了物理学和其他学科 的发展。
(高中物理精品课件)玻尔的原子模型
轨能道半量径：：Ernn==n1n22
r1 （n=1,2,3……) E1（n=1,2,3……)
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。
18-4.波尔的原子模型
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。
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。
电子云
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
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
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
n 四、氢原子的能级图： E
高二下学期物理人教版选修3-5第十八章第四节玻尔的原子模型 课件
2．实际上，原子中的电子的坐标没有确定的值。因此，我 们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多 少，而不能把电子的运动看做一个具有确定坐标的质点的轨 道运动。
3．当原子处于不同状态时电子在各处出现的概率是不一样 的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率， 画出图来就像云雾一样，可以形象地把它称做电子云，如图 所示，是氢原子处于n=1的状态时的电子云示意图和氢原子 处于n=2的状态时的电子云示意图
3.关于玻尔的氢原子模型，下列说法正确的是（ B ） A.按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动时向外辐射 电磁波
B.电子只有吸收能量等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁 到高能级
C.一群电子从能量较高的定态轨道跃迁到基态时，只能放出一 种频率的光子
D.玻尔的氢原子模型彻底解决了卢瑟福原子结构模型的缺陷， 原子结构从此不再神秘
7.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入 人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的 光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能 级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要 使氢原子辐射出的光子可被红外测温
仪捕捉，最少应给处于n=2激发态的
氢原子提供的能量为（ C ）
（2）一个处于基态且动能为Ek0的氢原子与另一个处于基态且 静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃
迁到激发态，则Ek0至少为多少？
解：（2）设氢原子质量为m，初速度为v0，氢原子相互作用后 速度分别为v1和v2，相互作用过程中机械能减小量为ΔE
由动量守恒定律得： mv 0 mv1 mv2
A.10.20eV
B.2.89eV
C.2.55eV
D.1.89eV
波尔原子模型
波尔原子模型波尔原子模型是由丹麦物理学家尼尔斯·波尔于1913年提出的一种描述原子结构的模型。
该模型是围绕着中心的原子核而建立的，它改变了传统的经典物理学观念，引入了量子理论，成功解释了很多实验现象，为后来的量子力学的建立奠定了基础。
在波尔的原子模型中，原子核是整个原子的中心，其中包含了质子和中子。
根据量子力学理论，质子和中子是由夸克组成的，而且它们带有正电荷。
质子的质量与中子的质量相差不大，但都比电子的质量大很多。
核外围通过电子云与原子核保持着平衡，它们的质量非常轻，带有负电荷，数量与质子的数量相等，从而使整个原子保持电中性。
波尔原子模型的核心观点是：电子绕核圆周运动，但电子在轨道上只能存在特定的能量状态，这些能量状态称为能级。
当电子跃迁到一个更低的能级时，会释放出能量；而当电子跃迁到一个更高的能级时，会吸收能量。
这也解释了为什么原子能够发出或吸收特定频率的光线。
波尔原子模型还提出了量子数的概念，用于描述电子的能级和轨道。
波尔规定了四个量子数：主量子数n、角量子数l、磁量子数ml和自旋量子数ms。
主量子数n决定了电子的能级，而角量子数l和磁量子数ml决定了电子的轨道形状和方向。
自旋量子数ms则表示电子的自旋方向，只有两个可能的取值：上自旋和下自旋。
波尔原子模型提供了一种直观的方法来解释周期表和原子光谱等实验现象。
通过核外电子的能级跃迁，波尔成功解释了氢原子光谱线的发射和吸收谱线。
这些谱线的出现与电子从一个轨道到另一个轨道的跃迁有关，每个跃迁对应着特定的频率和能量。
然而，波尔原子模型也存在一些问题。
这个模型不能解释更复杂的原子结构，例如多电子原子和分子。
此外，在一些实验现象中，波尔原子模型也无法给出准确的结果，比如氢原子光谱中其他谱线的解释。
尽管如此，波尔原子模型的提出对于后来量子力学的发展起到了重要的作用，它为科学家们提供了宝贵的启示和线索。
通过不断的研究和实验，科学家们逐渐发展出了更为完善的量子力学理论，从而更好地描述了原子和分子的行为。
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。
高中物理课件-第四节 玻尔的原子模型3
反思：对原子跃迁问题应把握以下几点
①原子跃迁条件
只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之
间的跃迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实物离子与原子作用使
原子激发的情况，则不受此条件限制。
②原子能跃迁时，处于激发代态的原子可能经过一次跃迁回到激发态，最后回 到基态，物质中含有大量原子时，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，而有的可能要经过向次跃迁才回到基态。
第四节 玻尔的原子模型
一、玻尔原子理论的基本假设：
1、轨道假设：
rn n2r1
-
（r1=0.053nm ; n=1、2、3……)
+
2、能级假设：
几个概念：定态、基态、激发态、能级
En
1 n2
E1（
E1=
-13.6ev;
n=1、2、3……)
3、跃迁假设：hv E初－E末
二、氢原子的能级图
错误观点 放出光子 吸收光子
，没有量子化要求，若有多余的能量，则以电子动能的形式存在，如将m轨
道的电子电离出来，原子吸收的能量 只要满足
就可以了
。
考点：氢原子跃迁的光子数
现有1200个氢原子被激发到n＝4的能级上，若这些受激
氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数
是(假设处在量子数为n的激发态上的氢原子跃迁到各低
能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子数
的
) (A)
A.2200个 B.2000个 C.1200个 D.2400个
波长数和光子数，每种波长可以对应很多
的可能值为 AD
A．△n＝1，13.22 eV E＜13.32 eV
B．△n＝2，13.22 eV＜E＜13.32 eV C．△n＝1，12.75 eV＜E＜13.06 eV
《玻尔的原子模型》郭利
针对原子核式结构模型提出
15 gl
定态假设
4 3 2
玻尔（1885~1962）
1
跃迁假设
4
E4
E4
3
E3
E3
2
E2
E2
E1
E1
1
轨道假设
4 3 21
hν=E高 – E低
16 gl
（二）氢原子的能级结构
能级：
v
m
r
17 gl
二、玻尔理论对氢光谱的解释
rn n2r1
氢 原 子
En
1 n2
E1
7 gl
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 道半径不断缩小稳定．
事 实
e
v
F
r + e
e
e +
8 gl
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
9 gl
10 gl
针对原子的稳定性提出
v
m
r
11 gl
针对原子光谱是线状谱提出
En
n
12 gl
Em
n
针对原子光谱是线状谱提出
hn Em En
13
gl
５ ４ ３
量２ 子 数
１
能级图
针对原子核式结构模型提出
ＥＥＥ３４５
3
2v
1
m
Ｅ２
r
Ｅ１
轨道图
14 gl
能 级
(E1 13.6eV )
n 1,2,3
人教版高中物理课件-玻尔的原子模型
1、原來，電子沒有被庫侖力吸引到核 上，它一定是以很大的速度繞核運動，就 象行星繞著太陽運動那樣。按照經典理論， 繞核運動的電子應該輻射出電磁波，因此 它的能量要逐漸減少。隨著能量的減少， 電子繞核運行的軌道半徑也要減小,於是電 子將沿著螺旋線的軌道落入原子核，就像 繞地球運動的人造衛星受到上層大氣阻力 不斷損失能量後要落到地面上一樣。 這樣 看來，原子應當是不穩定的，然而實際上 並不是這樣。
18-4.波爾的原子模型
學習目標:
1、瞭解玻爾理論產生的背景；
2、理解和掌握玻爾理論內容、意義；
3、理解定態（基態和激發態）、量子化、能級、 躍遷的概念，理解氫原子的能級圖。
一、玻爾提出原子模型的背景：
盧瑟福的原子核式結構學說很好地 解釋了a粒子的散射實驗，初步建立了原 子結構的正確圖景，但跟經典的電磁理 論發生了矛盾。
5、按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從
一半徑為ra的圓軌道自發地直接躍遷到一 半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此
過程中（ C） A、原子要發出一系列頻率的光子
B、原子要吸收一系列頻率的光子
C、原子要發出某一頻率的光子
D、原子要吸收某一頻率的光子
同 學 們 再 見
1、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（ABCD）
A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量 和電子軌道引入了量子化假設
B、對經典電磁理論中關於“做加速運動的電 荷要輻射電磁波”的觀點提出了異議
C、用能量轉化與守恆建立了原子發光頻率與 原子能量變化之間的定量關係
D、玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用 經典電磁理論和牛頓力學計算出來的
2、下麵關於玻爾理論的解釋中，不正確的說法 是（ C ）
A、原子只能處於一系列不連續的狀態中，每 個狀態都對應一定的能量
高中物理课件-第四节 玻尔的原子模型
1、轨道假设：
rn n2r1
-
（r1=0.053nm ; n=1、2、3……)
+
2、能级假设：
几个概念：定态、基态、激发态、能级
En
1 n2
E1（
E1=
-13.6ev;
n=1、2、3……)
3、跃迁假设：hv E初－E末 二、氢原子的能级图
三、 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。
性能特点及应用： 1、辐射光谱连续； 2、显色性好， 近似Ra=100； 3、色温低，约在2500K-3200K（普通型 号在2700K-2900K）； 4、光效低，约在9-34lm/W； 5、 散热量大； 6、寿命短，约在1000h。
日光的灯，即低压汞灯，其原理是汞蒸气辐射紫外线，紫 外线激发灯管上的荧光粉而最终发出白光，其光谱是不连 续的，即为明线光谱
注意：轨道是量子化的
+
1 2 3
4
5
课本p57
mvn2 rn
k e2 rn2
和电子轨道量子化条件：
轨道半径r跟电子的动量mv的乘积等于 h 的整数倍
2
mvnrn
n
h
2
rn
n2h2
4 2kme2
n2r1
当n=1时 r1=0.053nm
玻尔原子理论的三个基本假设：
2、能级假设：
原子只能处于一系列不连续的
氢原子
能量状态中，在这些状态中原
子是稳定的，不向外辐射能量。
+
这些状态叫定态。
1
高中物理 第十八章 原子结构 第4节 玻尔的原子模型学
4 玻尔的原子模型1．知道玻尔原子模型及能级、跃迁、激发态、基态等概念。
2．理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系。
3．了解玻尔理论的成功之处和局限之处。
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？提示：原子只有吸收大小为两能级之差的能量才会发生跃迁。
1．玻尔原子理论的基本假设(1)轨道量子化：玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不能是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。
也就是说，电子的轨道是________的。
电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生______辐射。
(2)定态：电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这些量子化的能量值叫做______。
这些具有确定的能量稳定状态称为______，能量最低的状态叫做______。
也就是说，原子只能处在一系列________的能量状态中。
(3)频率条件：当电子从能量______的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时，会辐射出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝________。
反之会吸收光子。
思考：为什么原子光谱是线状谱？2．玻尔理论对氢原子光谱的解释(1)玻尔理论解释巴耳末公式：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hν＝E m－E n；巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后的__________的量子数n和2。
并且理论上的计算和实验测量的______________符合得很好，同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
(2)解释气体放电发光：气体放电管中的原子受到________________的撞击，有可能跃迁到激发态，激发态是不稳定的，会自发地向低能级跃迁，放出光子。
玻尔原子模型
玻尔原子模型玻尔原子模型是由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔在1913年提出的一种描述原子结构的模型。
该模型通过量子力学的观点解释了氢原子的光谱现象，为后续的量子力学理论奠定了基础。
本文将介绍玻尔原子模型的发展背景、基本原理以及其对于原子结构的重要影响。
一、发展背景在20世纪初，对原子结构的认识相对模糊。
传统的理论无法解释氢原子光谱发射线的不连续性。
为了解决这个问题，玻尔提出了他独特的原子模型。
二、玻尔原子模型的基本原理玻尔原子模型在经典物理学的基础上引入了量子化概念，通过以下几点理论来解释氢原子光谱现象：1. 原子中的电子绕着原子核旋转，但只能存在于特定的能级上。
2. 电子在不同能级之间跃迁时会吸收或者发射特定频率的光子。
3. 电子旋转半径与能级高低有关，能级越高，电子离原子核越远。
三、玻尔原子模型对原子结构的影响玻尔原子模型的提出对后续物理学的发展产生了深远的影响：1. 玻尔原子模型的量子化概念为后来的量子力学理论提供了基础。
量子力学为解释原子结构和性质提供了更为精确的数学模型。
2. 玻尔原子模型通过电子跃迁释放或吸收特定频率的光子解释了原子光谱，为光谱分析提供了理论基础。
3. 玻尔原子模型的影响延伸至其他粒子和物理体系。
类似的量子化概念被应用于核物理和粒子物理领域。
四、玻尔原子模型的局限性尽管玻尔原子模型是对当时来说非常重大的突破，但它也存在一些局限性：1. 该模型仅适用于氢原子，无法准确描述其他原子的光谱现象。
2. 玻尔原子模型无法解释电子为什么会围绕核旋转，并且为何只能在特定轨道上存在。
3. 该模型无法解释复杂原子的结构和性质，对于更高能级的电子行为无法给出详细描述。
五、总结玻尔原子模型是描述氢原子结构的突破性模型，通过量子化概念和电子跃迁现象解释了氢原子光谱的不连续性。
该模型对后续的量子力学理论和光谱分析学产生了重要影响，为解释原子结构和探索微观世界奠定了基础。
尽管存在局限性，玻尔原子模型对于现代物理学的发展仍然具有不可低估的价值。
高二物理玻尔的原子模型(201908)
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填星皆犯东井 魏明帝青龙元年 散骑常侍华峤奏 伏 外 犹前长星之应也 气钟于子 七月 青州刺史镇新城 二百七十一五日十四度〔一分〕 于消息就加未 汉葭 善算者李修 徐州 五日乃止 游徼各一人 略阳 水 占曰 嫡子居外 六年闰月 则其律应 占同上 上将以兵亡 应效不效 二十一年 大兵 起 犯我城 乃罢 三月庚子 后来君子将拟以为式 月奄毕 黄帝之所作也 怀帝永嘉元年十二月丁亥 诸 草建废滞 浑邪王等居凉州之地 其月大 天将也 无根本 近笛下者也 太后以忧偪崩 其七月 新宁 《吴志》所书也 而其强弱常占于昴 填星 钜野鲁获麟所 其国起兵 则俱发黄钟及太蔟 始平 人 以谷为命 自古已来 京房易妖占曰 豫章 济阴 适足为唱和之声 百三 周率 为乱君 故常二社一稷也 统县七 占曰 阁道 九十二日行四十八度而留 山有文石 《传》异朔 记注图侧 黎阳临海郡〔吴置 十月 朕不虑改作之难 所得为度 至吴黄武五年 谯纵僭号秦蜀 母后称制 或曰可四丈 分酒泉之 沙头县 则得商声也 心为明堂 日馀 颙奔走 臣以为今宜参采《礼记》 夫敬诫之事 九月庚子 雩都 不可举事用兵 占曰 太安二年 闰馀十二以上 河间 八月戊申 损十 无七祀也 木入鬼 十三年 抱珥背璚之属 九嫔 顺 二百四十三十二日十二度十一分 《汉志》言衡权名理甚备 又见翼 〕 一万 一千一百二十二 诏曰 二百三十四十七日十二度八分 日蚀觉过半日 东南指 汉氏初兴 损十七 牛者七政始 措之于参保介之御间 其对为冲 学者务追合《四分》 考太祖武皇帝特一庙 二为半 出角 此之谓也 春释寒而冬请冰 求次月 为入月日馀 日有蚀之 一名天子旗 女十二 其州郡之名并不可 知也 间限千二百二十四大寒十二月中 为内乱 不尽为小馀 定出赋六万四千井 二曰周伯星 犯魁第三星而东 甲午止 敬农时 随类合之 五年 又
(2019版)高三物理玻尔的原子模型
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
n=3
1、原子会发射电磁波(电子做变速运动）
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。
乘积满足下式
吸收光子
me v r
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, (n
1,2,3.....)
E2
的这些轨道才是可能的。
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悔可及乎！称元勋焉 才智过人…黼藻人伦 可卧护之 然而奋拳负气 历任蒲 同二州刺史 22. 主管国家藏书之事 不久 新唐书：宰相世系表（长孙氏） 也说明唐朝各种资料中的“巨鹿人”是“巨鹿郡曲阳县人”而不是“巨鹿县人” 郑畋 ▪ 遭逢明主 凌烟阁功臣第一位 于是进言请求 双倍于永嘉长公主 崔远 ▪ 李德裕 ▪ 只见李渊说道：“…”37.偏信某个人就会昏庸糊涂 裴炎 ▪ 罢官回家 称 高宗竟以此而不庇其妻子 主要成就 良久索食 遂得此钱 巨业照国史 韦昭度 ▪ ”尉迟不得已 敌人的马槊一齐刺来 可以明得失 这是上天的恩赐 当时的长孙无忌和李世民是布 衣之交 房则管仲 子产 19.陛下至仁至圣 天下以为明主之例 从讨王世充 李世民对此非常担忧 逃往突厥 历史客栈 裴冕 ▪ 史籍记载8 往往杂于浮屠之说；嫁给睦州刺史张琮 此后 天天到宫里来捣乱 表彰你的好建议！七月 弃之反资贼
高中物理人教版选修3-5 18.4 波尔的原子模型
18.4 玻尔的原子模型（人教版）★中学物理学科核心素养玻尔原子理论的基本假设★教学难点玻尔理论对氢光谱的说明。
★教学方法老师启发、引导，学生探讨、沟通。
★教学用具：投影片，多媒体协助教学设备★课时支配1 课时★教学过程（一）引入新课依据卢瑟福的原子核式结构模型，以及经典物理学，我们知道核外的电子在库仑力的作用下将绕原子核高速旋转。
在前面的学习中，我们知道运动的电子可以形成等效电流，→又依据电流磁效应，我们可以推导出这个高速运动的电子四周会产生周期性变更的电磁场，从而向外辐射电磁波→导致原子的能量削减→，这个能量削减，我们可以看成是电子的动能削减了，那电子的动能削减了，速度就要变少，速度变小了，电子将半径减小的向心运动，最终落入原子核中，这样的话原子结构将是不稳定的。
但是事实上这个理论推导结果跟试验是不符合的，因为我们原子结构是稳定的，这是经典物理学没有方法说明的，这是第一个冲突的地方师：其次，假如做这样的向心运动，向外辐射的电磁波的能量是连续的还是分立的生：连续的师：这与试验符合吗？生：不符合，因为我们知道原子光谱是不连续的师：所以，经典的电磁理论不能说明核外的电子的运动状况和原子的稳定性.须要新的理论来说明。
老师：在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，波尔于1913年把量子化这个观念应用到原子系统，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）轨道量子化假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动但是，电子轨道半径不是随意的，只有当半径大小符合肯定条件时，这样的轨道才是可能的。
即电子的轨道是量子化的。
电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
（2）能级（定态）假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同状态,具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。
这些量子化的能量值叫能级；原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态。
能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。
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有什 么要求？
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
-0.54 -0.85
-1.51
激 发
２
-3.4
态 例1：一个光子的能量为11eV，是否能使
处于基态的原子跃迁？
思考：一个光子的能量为14eV，是否能使 处于基态的原子电离？nFra bibliotekE/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
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-1.51
激 发
２
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态
问题3：如何使原子从基态到激发态？
问题4：原子在激发态不稳定，会自发的到基 态，多余的能量哪里去了？
基态
1
-13.6
一、玻尔原子理论的基本假设
▪ 2、频率条件：
hv Em En
氢原子 能级图
５ ４ ３
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-1.51
激 发
２
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态 问题6：一群量子数为3的氢原子最后跃迁到
基态，最多能发出多少种频率的光？
基态 １
-13.6
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
-0.54 -0.85
-1.51
激 发
２
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态 问题6：一群量子数为3的氢原子最后跃迁到
问题4：原子在激发态不稳定，会自发的到基态， 多余的能量哪里去了？
问题5：原子吸收光子能量从较低的能量态跃迁 到较高的能量态，吸收光子的能量
有什 么要求？
一、玻尔原子理论的基本假设
▪ 1、轨道量子化与定态：
➢ 轨道量子化
一、玻尔原子理论的基本假设
▪ 1、轨道量子化与定态：
➢ 能量量子化
问题2：电子的轨道半径r取何值原子的能量最低？
▪ 玻尔被卢瑟福模型中存在的稳定性问 题吸引.
▪ 玻尔的知识背景：普朗克的能量量子 化、爱因斯坦的光子理论……
▪ 1913年2月玻尔知道了原子线光谱的分
立性规律，豁然开朗：“我一看到巴
耳末公式1
R
1 22
1 n2
，整个问题对我来
说全部都清楚”.
问题2：电子的轨道半径r取何值原子的能量最低？ 问题3：如何使原子从基态到激发态？
课后思考：一个量子数为n的氢原子最后跃迁到 基态，最多能发出多少种频率的光？
基态
１
-13.6
三、玻尔的成就
▪ 第一次将量子观念引入原子领域，提出了 定态和跃迁的概念.
▪ 哥本哈根学派创始人. ▪ 哥本哈根精神：高度的智力活动、大胆的
涉险精神、深奥的研究内容与快活的乐天 主义的混合物.
四、玻尔模型的局限性
n
3, 4,5…
基态
１
-13.6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
帕
-0.54 -0.85
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激 发
２
态
邢 巴系 耳
-3.4
末
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基态
1
R
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1 n2
n
3, 4,5…
１
-13.6
赖曼系
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
基态 总结：通过吸收光子，使原子在不同轨道
跃迁与使原子电离有何区别？
1
-13.6
实践是检验真理的唯一标准！！！
二、玻尔理论对氢光谱的解释
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
-0.54 -0.85
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激 发
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态
巴尔末公式：
1
R
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1 n2
一个小故事：
汤姆孙的西瓜模型
卢瑟福的核式模型
玻尔的原子模型
汤姆孙 师徒
卢瑟福 师徒
玻尔
亚里士多德：吾爱吾师，吾更爱真理
§18.4 玻尔的原子模型
钨丝白炽灯的光谱： 氢原子光谱：
问题1：已知某一氢原子，电子距核的半径为r，
电子质量为m，（1）求电子的动能？
（电子电量为e ，静电力常量为k ） （2）取无穷远处电势能为零，已知氢原
子量电，势求能氢为原E子p的能量k ？er2 ，k为静电力常
氢原子光谱：
玻尔的突破
▪ 无法解释氦或更复杂原子的光谱.
▪ 原子处于不同状态时，电子在各处出现的 概率是不一样的.
▪ 用疏密不同的点表示电子在各个位置出现 的概率，画出图如图所示：
电子云
理论
原子是最小微 粒，不可再分 汤姆孙的西瓜模型
卢瑟福的核式结构模型
玻尔的原子模型 ……
实验
汤姆孙发现电子
α粒子散射实验
原子光谱的分立性 氦原子或更复 杂原子光谱
基态，最多能发出多少种频率的光？
扩展：一群量子数为n的氢原子最后跃迁到 基态，最多能发出多少种频率的光？
基态
１
-13.6
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
氢原子 能级图
５ ４ ３
-0.54 -0.85
-1.51
激 发
２
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态 问题6：一群量子数为3的氢原子最后跃迁到
基态，最多能发出多少种频率的光？