2019年人教版高中物理选修3-5课件：18.4 玻尔的原子模型(共30张ppt)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
答案
②基态 原子 最低 的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近 的轨道上运 动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. ③激发态 较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．
1 氢原子各能级的关系为：En＝ n2E1 .(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…)
答案
(3)能级跃迁与光子的发射和吸收 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子， 光子的能量由这两种定态的能量差决定，即： 高能级 Em发 吸射 收光 光子 子hhνν＝ ＝EEmm－ －EEnn低能级 En.
答案
知识梳理
玻尔原子模型的三点假设 (1)轨道量子化 ①轨道半径只能够是某些 分立 的数值． ②氢原子的电子最小轨道半径r1＝0.053 nm，其余轨道半径满足rn＝
n2r1 ，n为量子数，n＝ 1,2,3，… . (2)能量量子化 ①不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动， 却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能 量，所以原子的能量也是量子化的．
B.10种
C.4种
D.1种
图3
解析 基态的氢原子的能级值为－13.6 eV，吸收13.06 eV的能量后变成
－0.54 eV，原子跃迁到n＝5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子
种类是＝
nn－1 5×5－1 2＝ 2
10种.
总结提升
解析答案
三、氢原子跃迁过程中的能量问题
例4 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 (D) A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大
答案
(2)氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么？它和氢原子核外的电子 的跃迁有什么关系？ 答案 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(其能量记为En)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hν＝Em－En(m＞n)．这 个式子称为频率条件，又称辐射条件． 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由 频率条件决定．
C.一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时D.用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃
迁到n＝3的能级
解析答案
例3 如图3所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原 子发射的不同波长的光有( B )
A.15种
答案
返回
一、对玻尔理论的理解
典例精析
例1 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( ) 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的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
第十八章 原子结构
4 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，会计算原子跃 迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱．
知识探究 典例精析 达标检测
一、玻尔原子理论的基本假设
知识探究
导学探究
(1) 按 照 经 典 理 论 ， 核 外 电 子 在 库 仑 引 力 作 用 下 绕 原 子 核 做 圆 周 运 动．我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕原子核 的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处，那么若将卫星—地 球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢？ 答案 不可以．在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的值， 而卫星的轨道半径可按需要任意取值．
答案
知识梳理
(1)原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，吸收(或放出)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hν＝ Em－En (m>n).若m→n，则 辐射 光子，若n→m，则 吸收 光子. (2)根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为n的氢原子最后跃迁到基 态时，可能发出的不同频率的光子数可用N＝C2n＝nn2－1 计算.
解析答案
二、氢原子的跃迁规律分析
例2 (多选)氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级
时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( ) A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长
大于656 nm
B.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁
到n＝2的能级
即学即用
(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( ) A.核外电子运动轨道半径可取任意值 B.氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C.电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即
hν＝|Em－En| D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸
收能量
解析答案
二、玻尔理论对氢光谱的解释
归纳总结
解析答案
针对训练 按照玻尔理论，当氢原子中电子由半径为ra的圆轨道跃迁到 半径为rb的圆轨道上时，若rb＜ra，则在跃迁过程中( D ) A.氢原子要吸收一系列频率的光子 B.氢原子要辐射一系列频率的光子 C.氢原子要吸收一定频率的光子 D.氢原子要辐射一定频率的光子 解析 因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，因此可排除A、C. “直接”从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级差，故只能辐射某一频 率的光子，故选D.
导学探究
根据氢原子的能级图，说明： (1)氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出的光子的能量如何计算？ 答案 氢原子辐射光子的能量取决于两个能级的能量差hν＝Em－ En(n<m).
答案
(2)如图1所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4的激 发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不 同的光子？
图1 答案 氢原子能级跃迁图如图所示.从图中可以看出能辐射出6种频率 不同的光子，它们分别是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n ＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1.
②基态 原子 最低 的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近 的轨道上运 动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. ③激发态 较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．
1 氢原子各能级的关系为：En＝ n2E1 .(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…)
答案
(3)能级跃迁与光子的发射和吸收 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子， 光子的能量由这两种定态的能量差决定，即： 高能级 Em发 吸射 收光 光子 子hhνν＝ ＝EEmm－ －EEnn低能级 En.
答案
知识梳理
玻尔原子模型的三点假设 (1)轨道量子化 ①轨道半径只能够是某些 分立 的数值． ②氢原子的电子最小轨道半径r1＝0.053 nm，其余轨道半径满足rn＝
n2r1 ，n为量子数，n＝ 1,2,3，… . (2)能量量子化 ①不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动， 却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能 量，所以原子的能量也是量子化的．
B.10种
C.4种
D.1种
图3
解析 基态的氢原子的能级值为－13.6 eV，吸收13.06 eV的能量后变成
－0.54 eV，原子跃迁到n＝5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子
种类是＝
nn－1 5×5－1 2＝ 2
10种.
总结提升
解析答案
三、氢原子跃迁过程中的能量问题
例4 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 (D) A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大
答案
(2)氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么？它和氢原子核外的电子 的跃迁有什么关系？ 答案 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(其能量记为En)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hν＝Em－En(m＞n)．这 个式子称为频率条件，又称辐射条件． 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由 频率条件决定．
C.一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时D.用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃
迁到n＝3的能级
解析答案
例3 如图3所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原 子发射的不同波长的光有( B )
A.15种
答案
返回
一、对玻尔理论的理解
典例精析
例1 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( ) 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的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
第十八章 原子结构
4 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，会计算原子跃 迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱．
知识探究 典例精析 达标检测
一、玻尔原子理论的基本假设
知识探究
导学探究
(1) 按 照 经 典 理 论 ， 核 外 电 子 在 库 仑 引 力 作 用 下 绕 原 子 核 做 圆 周 运 动．我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕原子核 的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处，那么若将卫星—地 球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢？ 答案 不可以．在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的值， 而卫星的轨道半径可按需要任意取值．
答案
知识梳理
(1)原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，吸收(或放出)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hν＝ Em－En (m>n).若m→n，则 辐射 光子，若n→m，则 吸收 光子. (2)根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为n的氢原子最后跃迁到基 态时，可能发出的不同频率的光子数可用N＝C2n＝nn2－1 计算.
解析答案
二、氢原子的跃迁规律分析
例2 (多选)氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级
时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( ) A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长
大于656 nm
B.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁
到n＝2的能级
即学即用
(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( ) A.核外电子运动轨道半径可取任意值 B.氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C.电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即
hν＝|Em－En| D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸
收能量
解析答案
二、玻尔理论对氢光谱的解释
归纳总结
解析答案
针对训练 按照玻尔理论，当氢原子中电子由半径为ra的圆轨道跃迁到 半径为rb的圆轨道上时，若rb＜ra，则在跃迁过程中( D ) A.氢原子要吸收一系列频率的光子 B.氢原子要辐射一系列频率的光子 C.氢原子要吸收一定频率的光子 D.氢原子要辐射一定频率的光子 解析 因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，因此可排除A、C. “直接”从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级差，故只能辐射某一频 率的光子，故选D.
导学探究
根据氢原子的能级图，说明： (1)氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出的光子的能量如何计算？ 答案 氢原子辐射光子的能量取决于两个能级的能量差hν＝Em－ En(n<m).
答案
(2)如图1所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4的激 发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不 同的光子？
图1 答案 氢原子能级跃迁图如图所示.从图中可以看出能辐射出6种频率 不同的光子，它们分别是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n ＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1.