人教版高中物理选修3-5：波尔原子模型

E/eV
0 eV
５
-0.54
４
普丰
-0.85
３
布喇 帕邢系 开系
特系
-1.51
２
巴耳末系 可见光
红外线
-3.4
hc λ32
=
E3
- E2 ,λ32
=
656nm
１
赖曼系 紫外线
-13.6
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
18.4 波尔的原子模型
学习目标
1. 了解波尔理论产生的背景。 2．知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 3．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。 4．能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型。
经 典
电子绕核运动将不断向外
理ຫໍສະໝຸດ Baidu
辐射电磁波，电子损失了
论 能量，其轨道半径不断缩
认 小，最终落在原子核上,
➢ 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：其他的能量状态
n
5
4
量3 子2 数
1
E∞
E5 激
E4
发
E3 态
E2
E1 基态
轨
道
与
能
1
级
2
相
3对
应
假说2：频率条件(跃迁假说)
n
E∞
5
E5
4
E4
3
E3
2
E2
1
E1
针对原子光谱是 线状谱提出
2. 根据玻尔理论，某原子的电子从能量为 E 的轨道跃迁到能
量为 Eʹ 的轨道，辐射出波长为 λ 的光，以 h 表示普朗克常量，
c 表示真空中的光速，则 Eʹ 等于 ( C )
A. E h
c
B. E h
c
C. E h c

D. E h c

为 而使原子变得不稳定
事
原子是稳定的
实
e
e +
v
e
+F
r
e
经 典 由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率 理 等于绕核运动的频率，连续变化，原子光谱应该是 论 连续光谱 认 为
事 原子光谱是不连续 实 的，是线状谱
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年丹麦的物理学家玻尔在 卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到 原子系统上，提出了玻尔理论。
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 有适当的理论解释
氦原子光谱
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难
? 汤原α 粒氢姆子子光孙稳散发定谱思 关射现性实实想键电事验怎验子 实：：样必用修须电观 察 与 实 验 所 获 得 的 事 实否 否否改彻子定 定定底云玻放概尔弃念模原 汤 卢 式经取瓜子 姆 瑟结型典代模不 孙 福构？概经型可 的 的模念 典割西核型的轨出出道现建建建建立科学模型提出科学假说现矛概矛立立立盾念盾
( Em > En )
1、成功解释了氢原子的巴耳末系谱线
紫2外、线区成功4预00n言m-了----氢----原-----子---可存的见在其光其它区-它系-----系谱----谱线----线-700nm 红外线区
Hδ
H γ H βH α
∞n－－－410n－m －－－4－34n－m －4－86n－m 6－56n－m －－－
汤姆孙的西 瓜模型
卢瑟福的核 式结构模型
玻尔模型
出现矛盾
复杂（光氦谱）原电子子在某处否单定位体积内玻出尔现模型的概率 —建电立子云
量子力学 理论
练一练
1. 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃 迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的
是( D )
A. 电子的动能变大，电势能变大，总能量变大 B. 电子的动能变小，电势能变小，总能量变小 C. 电子的动能变小，电势能变大，总能量不变 D. 电子的动能变小，电势能变大，总能量变大
假说1：轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
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，也就是说，电 子的轨道是量子化的。
分立轨道
能级(定态)
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运 动，原子处于不同的状态。 玻尔指出，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。 在这些状态中原子是稳定的。
原子在始、末两个能 级 Em 和 En ( Em>En ) 间 跃迁时，发射 (或吸收) 光子的频率可以由前后 能级的能量差决定：
h Em En
基
电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加
激
吸收光子
跃迁
发
态
辐射光子 态
电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少
h Em En