高中物理 18.4 玻尔的原子模型教案 新人教版选修3-5

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1、泌阳二高物理组2012年5月22日高二物理18．4玻尔的原子模型学案新课标要求1．了解玻尔原子理论的主要内容。2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。教学重、难点玻尔原子理论的基本假设为重点；玻尔理论对氢光谱的解释为难点。预习要点1．α粒子散射实验是籍物理学家做的α粒子散射实验的现象是，2．原子核式结构学说的内容是电子绕核运动（有加速度）辐射电磁波频率等于绕核运行的频率能量减少、轨道半径减少频率变化电子沿螺旋线轨道落入原子核原子光谱应为连续光谱（矛盾：实际上是不连续的亮线）原子是不稳定的（矛盾：实际上原子是稳定

2、的）卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾3、玻尔的原子理论（1）物理学家玻尔认为：电子的轨道是，电子在这些轨道绕核转动是，不产生。原子在不同的状态下具有不同的，原子的能量是，这些能量值叫能级。原子中这些具有确定能级的稳定状态，称为。能量叫基态。（2）跃迁假设：电子从一种定态（设能量为En）跃迁到定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种4泌阳二高物理组2012年5月22日定态的决定，即（h为普朗克恒量（本假设针对线状谱提出（二）进行新课1、轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿

3、不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径：n=1，2，3…能量：n=1，2，3……式中r1、E1、分别代表第一条（即离核最

4、近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。3．氢原子的能级图从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径rn：rn=n2r1，r1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径r1=0.53×10-10m例：n=2，r2=2.12×10-10m（2）氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值En称为原子的能级。它对

5、应电子在各条可能轨道上运动时的能量En（包括动能和势能）En=E1/n2n=1，2，3，······E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量E1=-13.6eV注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。例：n=2，E2=-3.4eV，n=3，E3=-1.51eV，n=4，E4=-0.85eV，……4泌阳二高物理组2012年5月22日氢原子的能级图如图所示。4．玻尔理论对氢光谱的解释（1）基态和激发态基态：在正常状态下，原子处于最低能级，

6、这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。（2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原

7、子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。课堂练习4泌阳二高物理组2012年5月22日1．对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ACD）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”的观点表示赞同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

8、不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量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