人教版高中物理选修3-51波尔的原子模型课件(18页)-PPT优秀课件

人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
因此，巴耳末公式代表的应该是电子从量子 数分別为n＝3，4，5，…的能级向量子数为2的能 级跃迁时发出的光谐线。
典 波的频率等于绕核运动的频率，连续变化，
理 论
原子光谱应该是连续光谱
认
为
事 原子光谱是不连 实 续的，是线状谱
一、波尔原子理论的基本假设 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。
霓虹灯营造出热闹的节日气氛
三、波尔模型的局限性 人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT）【PPT优秀课件】-精美版
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
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
氦原子光谱
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
假说3：频率条件(跃迁假说)
针对原子光谱是
线状谱提出
n 5
E∞ E5
当电子从能量较高的定
4 3
E源自文库 E3
态轨道（设能量为Em）跃 迁到能量较低的定态轨道
2
E2 （设能量为En）时，会放
出能量为hv的光子.
按照这个思路可以根据玻尔理论推导出巴耳末 公式，井从理论上算出里德伯常量R的值。这样得 到的结果与实验值符合得很好。同样，玻尔理论也 能很好地解释甚作预言氢原子的其他谱线系。
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
电子云——用小黑点的疏密来代表电子在各处 单位体积出现的几率大小。
甲是氢原子处于n＝1的状态时的电子云:当＝2时有 几个可能的状态，图乙画的是其中一个状态的电子云。
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
行 星 轨 道 半 径 是 连 续 的
假说2：能级(定态)假说
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运动，
原子处于不同的状态。玻尔指 n 量子数
E /eV
∞
Ｅ∞
出，原子在不同的状态中具有
5
不同的能量，所以原子的能量
4 3
ＥＥ45 Ｅ3
也是量子化的。在这些状态中 2
Ｅ2
原子是稳定的。
1
Ｅ１
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
假说1：轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
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，电子的轨道是 量子化的。
分立轨道
人们常把原子核和它周围的电子比做太阳系或者地球 和人造卫星。以地球和人造卫星为例，假如我们发射了一 颗卫星、使它在一定的圆轨道上运行。如果需要，可以使 这颗卫星的能量稍大一些，在更大一些的轨道上运行。只 要技术条件能够达到，轨道半径可以按照需要任意取值。
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定 律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。
rn = n2r1 r1 = 0.053 nm En = E1/n2 （n = 1，2，3，···）
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
1
E1
h EmEn(m>n)
反之电子吸收光子时会从能量较低的轨道
跃迁到能量较高的轨道，同样满足上式关系 人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
巴尔末公式中有正整数n出现，这里我们也用 正整数n来标识氢原子的能级，它们之间是否有某种
联系？ 1R(212n 12) n3,4,5,...
玻尔的频率条件告诉我们， 原子从较高的能级跃迁到较低的 能级时，例如从E3跃迁到E2时， 辐 射 的 光 子 的 能 量 为 hv=E3-E2 。 按照玻尔理论，巴耳末公式中的 正整数n和2，正好代表电子跃迁 之前和跃迁之后所处的定态轨道 的量子数n和2。
18.4波尔的原子模型
新课导入
卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾
经 电子绕核运动将不断向外
典 辐射电磁波，电子损失了
理 论
能量，其轨道半径不断缩
认 小，最终落在原子核上,而
为 使原子变得不稳定
事
实
原子是稳定的
e
e +
v
e
+F
r
e
新课导入
卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾
经 由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁
➢ 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)
n
5 4
量3 子2 数
1
激发态：其他的能量状态
E∞ E5
激
E4 发 E3 态
E2
E1 基态
轨
道
与
能
1
级
2
相
3对
应
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
-13.6
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
各种气体原子的能级不同，跃迁时发射 光子的能量各异，因此利用不同气体可以制 成五颜六色的霓虹灯。
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
向下跃迁 向上跃迁
发射光子 吸收能量
1)光子使原子跃迁
hvEmEn
光子的能量必须等于能级差
要么全被吸收，要么不吸收
n 量子数
∞
5 4 3 2
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
1
E /eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
4 3 21
波尔的三个假设
轨道假设
43 2
定态假设
E4 E3 E2
1
E1
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版
1
43 2
跃迁假设
E4 E3 E2
E1
二、波尔理论对氢光谱的解释 人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT）【PPT优秀课件】-精美版
问题：氢原子的电子从 n=3的轨道，向
低能级跃迁，会辐射几种频率的光？
人教版高中物理选修3-5 18.4波尔的原子模型课件（共18张PPT ）【PPT 优秀课 件】- 精美版