物理高二年级人教新课标选修3-5第十八章第四节《玻尔的原子模型》课件

（电子克服库仑引力做功增大
基 电势能，原子的能量增加） 吸收光子 激
跃迁
发
态
态
辐射光子 （电子所受库仑力做正功
减小电势能，原子的能量
减少）
hn Em En
玻尔的原子模型
（ 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．
说明3. 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
玻尔的原子模型
轨道与二能、级玻相尔对理应论对氢光谱的解释
赖曼系（紫外线）
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
５
-0.54
４
-0.85
３
巴耳末系（可见光）
-1.51
２
-3.4
N=1 N=2 N=3 N=4 N=5 N=6
玻尔的原子模型
帕邢系（红外线） 布喇开系
逢德系
１
-13.6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢 原 子 能 级
玻尔的原子模型
rn n 2 r1
(r1=0.053nm)
En
1 n2
E1
(E1 13.6eV )
n 1,2,3
氢原子各定态的能量值，为电子绕 核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和， 因为在选无穷远处电势能为零的情况下， 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。
N= n(n 1)
2 玻尔的原子模型
说明4. 跃迁与电离的问题 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上的原子 的电子电离出去，就需要给原子一定的能 量．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，原子电离后产生的电 子具有的动能越大．
-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 玻尔的原子模型
Hγ
Hβ
Hα
1
1 R(22
1 n2
) n
3,
4,5,...
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
人教版选修3-5第十八章第四节
玻尔的原子模型
西安市长安一中 孙晓清
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
玻尔的原子模型
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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
电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动 能越小，电势能越大.
玻尔的原子模型
（4）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．
玻尔的原子模型
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,是线
状谱
玻尔的原子模型
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。
说明2： 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 对于能量大于或等于13.6ev的光子（电离）
对于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸收， 要么不吸收）
（2）吸收实物粒子能量
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向 高能玻尔级的跃原子迁模,型多余能量仍为实物粒子动能。
玻尔的原子模型
说明1：
（1）这里的能量指总能量(即E=Ek+Ep)
例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
（2）这里的电势能Ep＜0，原因是规定了无限 远处的电势能为零。这样越是里面轨道电势能 越少，负得越多。
(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大，
即hν＝Ｅm-Ｅn
称为频率条件，又称辐射条件
玻尔的原子模型
n
En
５ ４ ３ ２
１ 玻尔的原子模型
针对原子光谱是线状谱提出
原子在始、末
E∞
Ｅ５ Ｅ４ Ｅ３
两个能级Em和En
（ Em>En ）间跃 迁时发射（或吸
Ｅ２
收）光子的频率 可以由前后能级
的能量差决定：
Ｅ１
hn Em En
光子的发射和吸收
玻尔的原子模型
•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 也是量子化的
玻尔的原子模型
针对原子核式结构模型提出
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。
➢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：
1R λ
1 22
1 n2
n 3，4,5,
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
玻尔的原子模型
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
针对原子的稳定性提出
玻尔的原子模型
➢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
５ ４
量３ 子２ 数
E∞
ＥＥ Ｅ３４５
激发态
Ｅ２
1 2
3
１
能级图
玻尔的原子模型
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，