玻尔的原子模型讲解

E５ E４ E３
激 发
态
E２
1
E１— 基态
2v
3
1
m
r
轨道图
Em
v
原子从Em能级跃迁到En 能级（ Em>En ）时，会放
出能量为hv的光子，其能
量由前后能级差决定：
hE m E n
光子的发射和吸收
低 吸收光子
能
跃迁
级
高 能 级
辐射光子
hE m E n
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用经典理论和 量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半 径和对应的能量值（能级）．
分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激 发态的氢原子，结果如何？
电离： h v E E n
即h： vE n
电离后电子剩余动能为：
n 量子数 ∞
5 4 3 2
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51
-3.4
E kh v E nh vEn
注意：En为负值
1
-13.6
一个微观粒子能量为12.2eV，与处于基态的氢原 子碰撞，结果如何？
２
-3.4
态
巴耳末系
基态
１
-13.6
要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态， 则照射光的频率应为多少？ 频率高一点可以吗？
光子使原子跃迁:
h v E m E n
光子的能量只有等于能级差 时，才能被吸收
n 量子数 ∞
5 4 3 2
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51
-3.4
1
-13.6
B、核外电子的速率越大
C、氢原子能级的能量越大
D、核外电子的电势能越大
4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动 的半径（ D ） A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值 C、可以取一系列不连续的任意值 D、是一系列不连续的特定值
5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从 一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半 径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过 程中（ C ）
阅读教材P58-P59，讨论回答以下问题
➢问题1：气体导电发光机理是什么？ ➢问题2：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢问题3：不同元素的原子为什么具有不同的特
征谱线？
三、玻尔模型的局限性
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
绕核的转动是稳定的，
不产生电磁辐射
原子在不同的轨道上 运动时，原子处于不同 的状态．玻尔指出，原 子的不同的状态中具有 不同的能量，所以原子 的能量也量子化的.
v
m
r
➢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
能级图
5 4 3
量2 子 数
B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷 要辐射电磁波”的观点提出了异议
C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与 原子能量变化之间的定量关系
D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用 经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法
是（ C ）
A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个 状态都对应一定的能量
经
电子绕核运动将不
典 断向外辐射电磁波，电
理 子损失了能量，其轨道
论 半径不断缩小，最终落
认 在原子核上,而使原子变
为 得不稳定．
事 实
e
v F
r + e
e
e +
经
由于电子轨道的
典 变化是连续的，辐射
理 电磁波的频率等于绕
论 核运动的频率，连续
认 变化，原子光谱应该 为 是连续光谱
事
原子光谱是
n
氢∞ 原4 子3 能 级2
E/eV 0 -0.85 -1.51
-3.4
rn=n2r1
En =n12 E1 (E 1 = -1 3 .6 e V )
1
-13.6 n = 1 ,2 ,3 L
氢原子的能级图
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
激 发
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
实 不连续的线状谱
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。
玻尔
•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
实物粒子使原子跃迁: E 粒 子 E m E n
粒子能量可以全部或部分被吸收
n 量子数
多余的能量是粒子剩余的能量 ∞
5
使原子电离
4 3
E 粒 子 E E n即 E 粒 子 ：E n 2
E /eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
逸出电子的动能：
E k E 粒 子 E n
1
-13.6
B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但 只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定 要辐射一定频率的光子
D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨 道，并且这些轨道是不连续的
3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大 ，则下列说法中正确的是（ ACD） A、电子轨道半径越大
C
2 n
一个氢原子处于n的激发态 n 量子数
∞
1、它可能向外辐射几种频
率的光子？
5 4
3
2、它最多向外辐射的光子 数为多少？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51
-3.4
1
-13.6
1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） ABCD
A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量 和电子轨道引入了量子化假设
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。
他问题上遇到了很大的困难． 氦原子光谱
怎样修改玻尔模型？
思想：必须彻底放弃经典概念 关键：用电子云概念取代经典的轨道概念
电子在某处单位体积内出现的概率—— 电子云
一群原子从n能级跃迁，可能的光子频率有几种？