高中物理 第二章 原子結(jié)構(gòu) 第4節(jié) 玻爾的原子模型 能級課件 教科選修3-5

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1、判天地之美，析萬物之理判天地之美，析萬物之理4 4玻爾的原子模型 能級1905年愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)陳垡蛩固篂榱私忉尮怆娦?yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光量子假說，認(rèn)為光子的能量規(guī)律提出了光量子假說，認(rèn)為光子的能量也是不連續(xù)的。也是不連續(xù)的。1885年巴爾末分析了可見光區(qū)的四條譜線，年巴爾末分析了可見光區(qū)的四條譜線，說明了原子光譜波長的分立特性。說明了原子光譜波長的分立特性。1900年普朗克提出了能量量子化的概念，年普朗克提出了能量量子化的概念，認(rèn)為電磁波的能量不是連續(xù)變化的，而是認(rèn)為電磁波的能量不是連續(xù)變化的，而是只能取一些分立的值。只能取一些分立的值。玻爾對原子結(jié)構(gòu)的研究玻爾對原子結(jié)構(gòu)的研

2、究活動一玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論 活動二問題一：什么是定態(tài)？問題一：什么是定態(tài)？原子只能處于一系列不連續(xù)的能量原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的）（本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的）問題二：什么是能級？什么是量子數(shù)問題二：什么是能級？什么是量子數(shù) 原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)。原子的能量狀形軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)。原子的能量狀態(tài)是不

3、連續(xù)的，因此電子的可能軌道的態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是定態(tài)假設(shè)（針對原子核式模型提出，是定態(tài)假設(shè)的補(bǔ)充）的補(bǔ)充）問題三：原子何時會輻射或者吸收光子問題三：原子何時會輻射或者吸收光子（產(chǎn)生線狀譜或吸收光譜）（產(chǎn)生線狀譜或吸收光譜）原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為另一種定態(tài)（設(shè)能量為Em）時，它輻）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即hr=Em-En（h為普朗克恒量）為普

4、朗克恒量）（本假設(shè)針對線狀譜提出）（本假設(shè)針對線狀譜提出）活動一用玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論解釋氫光譜用玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論解釋氫光譜 活動三問題：在氫原子輻射的可見光區(qū)域，四問題：在氫原子輻射的可見光區(qū)域，四條譜線各是如何躍遷產(chǎn)生的？條譜線各是如何躍遷產(chǎn)生的？12rnrn121EnEn12rnrn121EnEn【例題例題】按照玻爾原子理論，下列表述正確的是】按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A核外電子運(yùn)動軌道半徑可取任意值核外電子運(yùn)動軌道半徑可取任意值B氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量電子躍遷時，

5、輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即差決定，即h|EmEn|D氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量也可能吸收能量答案答案BC經(jīng)典理論與量子化條件的混合物，還有許經(jīng)典理論與量子化條件的混合物，還有許多的問題多的問題好模型的條件（好模型的條件（1）概括性（）概括性（2）簡單性）簡單性（3）與實(shí)驗(yàn)的一致性）與實(shí)驗(yàn)的一致性對量子力學(xué)建立的意義對量子力學(xué)建立的意義玻爾原子結(jié)構(gòu)理論的意義玻爾原子結(jié)構(gòu)理論的意義 活動三氫原子輻射光子的定量計算氫原子輻射光子的定量計算 活動四例題：用例題：用13.0eV的電子轟擊基態(tài)的氫原子。的電子轟

6、擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達(dá)到的最高能態(tài)；試確定氫原子所能達(dá)到的最高能態(tài)；(2)氫氫原子由上述最高能態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子原子由上述最高能態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子可能的波長為多少？可能的波長為多少？(3)欲使處于基態(tài)的氫原欲使處于基態(tài)的氫原子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？解：（解：（1）eVEEn6.00.13121nEEn7.46.06.131nEEnn=4（2）可能的躍遷）可能的躍遷n=1n=2n=4n=3eVnEE85.046.13221442)(102.61063.61060.1)4.3(85.014341924HzhEEmc610

7、8.432)(106.41063.61060.1)4.3(5.114341923HzhEEmc7105.6（3 3）氫原子電離能氫原子電離能eVEEE6.13)6.13(01電離所以至少要所以至少要13.6eV13.6eV能量的電子能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜練：氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一練：氫原子的核外電子由一個軌道躍遷到另一個軌道時，可能發(fā)生的情況是個軌道時，可能發(fā)生的情況是()A A放出光子，電子動能減小，原子電勢能增大放出光子，電子動能減小，原子電勢能增大B B放出光子，電子動能增大，原子電勢能減小放出光子，電子動能增大，原子電勢能減小C C吸收光子，電子動能減小，原子電勢能增大吸收光子，電子動能減小，原子電勢能增大D D吸收光子，電子動能增大，原子電勢能減小吸收光子，電子動能增大，原子電勢能減小【2015海南海南-17】17.模塊3-5試題（1）氫原子基態(tài)的能量-13.6 eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為-0.96 eV，頻率最小的光子的能量為 eV（保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有 種不同的頻率?！敬鸢浮?0 eV,10