高中物理第十八章原子结构四玻尔的原子模型学案新人教选修

四、玻尔的原子模型

【学习目标】

1．知道玻尔原子理论的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模型。

4．了解玻尔模型的不足之处及其原因。

【新知预习】

（一）玻尔原子理论的基本假设

1．轨道量子化：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律．但不同的是，电子运行轨道的半径________，只有当________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________．电子在这些轨道上绕核的转动是________，不产生________．

2．定态：当电子在不同的轨道上运动时，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，因此，原子的能量是________的．这些________的能量值叫做能级. 原子中这些具有确定能量的________，称为定态．能量________的状态叫做基态，其他的状态叫做________．

3．跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，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，即_________________________________，这个式子称为________，又称________．

（二）玻尔理论对氢光谱的解释

1．从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的________及相应的能量．

2．原子处于基态时最稳定，气体放电时受到高速电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，处于激发态的原子________，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出________，最终回到基态．这就是气体导电时发光的机理．

3．原子从高能级向低能级跃迁时放出的能量等于前后两个能级的________，由于原子的________是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的．因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．

4．不同的原子具有不同的结构，能级也各不相同，因此辐射(或吸收)的光子的________也不相同．这就是不同元素的原子具有不同的________的原因．

（三）波尔理论的历史意义

1．玻尔理论的成功之处：玻尔理论第一次将________引入原子领域，提出了________和________的概念，成功解释了________光谱的实验规律．

2．玻尔理论的局限性：过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动．

3．电子云：原子中的电子没有确定的________，我们只能描述电子在某个位置出现________的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称________．

【导析探究】

导析一：玻尔原子理论的基本假设

例1玻尔在提出的原子模型中所做的假设有( )

A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量

B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的

C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子

D．电子跃迁时辐射的光子频率等于电子绕核做圆周运动的频率

例2氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，以下说法正确的是( )

A．电子的动能减小

B．电子的动能增大

C．电子绕核旋转的半径减小，周期变小

D．电子绕核旋转的半径增大，周期变大

导析二：玻尔理论对氢光谱的解释

例3欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )

A．用10. 2 eV的光照射

B．用11 eV的光子照射

C．用14 eV的光子照射

D．用11 eV的电子碰撞

例4一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3，则( )

A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1

B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2

C．ν1＝ν2＋ν3

D．hν1＝hν2＋hν3

【当堂检测】

1．氢原子从处于n＝a的激发态自发地直接跃迁到n＝b的激发态，已知a＞b，在此过程中( )

A．原子要发出一系列频率的光子

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

2．氢原子的能量量子化现象是指( )

A．原子的能量是不可改变的

B．原子的能量与电子的轨道无关

C．原子的能量状态是不连续的

D．原子具有分立的能级

3．如图所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中( )

A．频率最大的是B

B．波长最长的是C

C．频率最大的是A

D．波长最长的是B