2019_2020学年高中物理第2章4玻尔的原子模型能级学案教科版

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1、4.玻尔的原子模型　能级[学习目标]　1.知道玻尔原子结构理论的主要内容．(重点)2.了解能级、跃迁、能量量子化及基态、激发态等概念．(重点)3．会用玻尔的原子结构理论解释氢光谱．(重点、难点)4.了解玻尔原子结构理论的意义．一、玻尔的原子结构理论1．玻尔原子结构理论的主要内容(1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列分立的、特定的轨道．当电子在这些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态．(2)原子处在定态的能量用En表示，此时电子以rn的轨道半径绕核运动，n称为量子数．当原子

2、中的电子从一定态跃迁到另一定态时，发射或吸收一个光子，光子的能量hν＝En－Em.上式被称为玻尔频率条件，式中En和Em分别是原子的高能级和低能级．这里的“跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一个能量状态的瞬时过渡．2．轨道量子化和能级(1)轨道量子化在玻尔原子结构模型中，围绕原子核运动的电子轨道只能是某些分立值，所以电子绕核运动的轨道是量子化的．(2)能级不同状态的原子有不同的能量，因此原子的能量是不连续的，这些不同的能量值称为能级．二、用玻尔的原子结构理论解释氢光谱　玻尔原子结构理论的意义1．氢原子的能级结构(1)氢

3、原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为En＝(n＝1,2,3，…)；rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，式中E1≈－13.6eV，r1＝0.53×10－10m.(2)能量最低的状态叫作基态，其他状态叫作激发态．(3)氢原子的能级结构图(如图所示)2．玻尔理论对氢光谱的解释(1)解释巴尔末公式①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的波长计算公式为：＝－，②用实际数据代入计算，与巴尔末公式中的里德伯常量符合得很好．(2)解释氢原子光谱的不连续性原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级差，由

4、于原子的能级是分立的，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．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)玻尔的原子结构理论认为电子的轨道是量子化的．(√)(2)电子吸收某种频率的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态．(√)(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁．(×)(4)氢原子能级的量子化是氢光谱不连续的成因．(√)(5)玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线．(√)(6)巴尔末公式是玻尔理论的一种特殊情况．(√)2．(多选)关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有(　

5、　)A．它彻底否定了经典的电磁理论B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论BD　[原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做匀速圆周运动，电子受到的库仑力提供向心力，并没有完全抛弃经典的电磁理论．]3.一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子(　　)A．放出光子，能量增加B．放出光子，

6、能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少B　[氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B正确．]对玻尔原子模型的理解1．轨道量子化轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的值，不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值．2．能量量子化(1)电子在可能轨道上运动时，虽然是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的．这样的能量值，称为能级．量子数n越大，表示能级越高．(3)原子的能量包括：原子的原子核与电子

7、所具有的电势能和电子运动的动能．3．跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)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，．可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁．【例1】　氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照可使其电离？(4)电子在核外旋转的等效

8、电流(已知电子质量m＝9.1×10－31kg)．[思路点拨]　(1)电子在各可能轨道上做匀速圆周运动时库仑力提供向心力．(2)氢原子的能量等于电子的动能与原子电势能之和．(3)电子跃迁到n＝∞的轨道即为电离．[解析]　(1)设处于基态的氢原子核周围的电子速度为v1，则＝所以电子动能Ek1＝mv＝＝eV≈