18.4玻尔的原子模型(精华版)PPT课件

事
原子光谱是不
实
连续的,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。
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些特定的分立数值。
N= n(n 1)
2
二、玻尔理论对氢光谱的解释
轨道与能级相对应
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
赖曼系（紫外线）
５
４
-0.54 -0.85
３
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
帕邢系（红外线） N=1
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
成功解释了氢光１谱的所有谱线-13.。6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
§18.4 玻尔的原子模型
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，最 认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
事 实
e
v
F
r+ e
e
e+
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
即hν＝Ｅm-Ｅn
反之，由低到高能级吸收能量。
Em n
En
针对原子光谱是线状谱提出
原子在始、末
５ ４ ３
E∞
Ｅ５ Ｅ４ Ｅ３
两个能级Em和En （ Em>En ）间跃 迁时发射（或吸
２
Ｅ２
收）光子的频率
可以由前后能级
的能量差决定：
１
Ｅ１
hnEmEn
光子的发射和吸收
基 态
辐射光子
跃迁
吸收光子
激 发 态
hnEmEn
（ Em>En ）
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．
rn n2r1
氢
(r1=0.053nm)
原 子 能
En
1 n2
E1
级
( E 1 13 .6eV )
n1,2,3
氢原子能级图：
1.能级图中的横线表示氢原子可能处的能量状 态——能级。
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来
标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
氢 n= 原 n=5 子 n=4
能 n=3
级
跃
迁 n=2
与 光
巴 耳 末
谱
系
图 n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
说明4. 一群原子和一个原子的跃迁问题
氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时 刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间 内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的 情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢 原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种 情况出现．
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激 发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
➢ 问题2：气体导电发光机理是什么？ ➢ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征
2.左端数字1,2,3…为量子数；右边数字-13.6，3.4，表示该定态的能级（能量值）。
3.虚线代表无穷远处（既原子核对电子无影响， 两者库仑力为零），规定此处为零电势能点，且 原子的总能量为零。
4电. 势各能定E态p的的代能数量和值，：因为为电在子选绕无核穷运远动处的电动势能能Ek为和 零的情况下，各定态的电势能均为负值，且其大 小总大于同一定态的动能值，所以各定态能量值 均为负值.
上等于原子所处定态的能量的绝对值。
3.跃迁与电离区别：原子跃迁时．不管是吸收还是辐 射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量 差．若想把处于某一定态的原子的电子电离出去，只 需给原子的能量大于其电离能即可．
例如：基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于 或大于13.6 eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过 入射光子的能量越大，电离后飞出的电子具有的初动能越 大．
•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.(电子 的轨道是量子化的)
针对原子核式结构模型提出
电子在不同的轨道上运 针对原子的稳定性提出 动，原子处于不同的状态. 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。 这样的状态称为定态。
➢能级：这些量子化的能量值叫做能级。 ➢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
５ ４
３
量
２
子
数 １
能级图
E∞
Байду номын сангаас
ＥＥＥ３４５
激发态
Ｅ２
1 2
3
Ｅ１ ——基态
轨道与能级相对应
针对原子光谱是线状谱提出
当电子从能量较高的定态轨 道（其能量记为Ｅm）跃迁到 能量较低的定态轨道（能量记 为Ｅn，m>n）时，会放出能 量为hν的光子（h是普朗克常 量），这个光子的能量由前后 两个能级的能量差决定，
-13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴耳末公式R=1.10107m1 里德伯常量
二、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
➢ 问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也 用正整数n来标志氢原子的能级。它们之间是否 有某种关系？
说明1：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 （辐射光子）．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（吸收 光子）．
说明2. 跃迁与电离的问题
1.电离：电子吸收能量后脱离原子核束缚，飞出原子 的过程。 2.电离能：电子刚好飞出原子所需要的能量值。数值
说明3： 1 、 从高能级向低能级跃迁– 发射光子
以光子形式辐射出去（原子发光现象） 2 从低能级向高能级跃迁
（1） 吸收光子（全部吸收） 光子能量>电离能，则电离
光子能量<电离能，则向高能级跃迁
（2）吸收实物粒子能量（可部分吸收） 只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁,
就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子跃 迁,多余能量仍为实物粒子动能。