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1、附录:清新县第一中学集体备课教案专用纸(物理学科选修3-5第3单元(章节)第四节)上课时间：09年4月10日第9周星期五第节教案主备人尹伟洪课题原子的能级结构教学目标知识与技能：(1)了解玻尔原子理论的主耍内容；(2)了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。情感态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。教材分析重点、：玻尔原子理论的基本假设。难点、：玻尔理论对氢光谱的解释。教学分析教法：教师启发、引导，学生讨论、交流。学法：
2、实验、归纳，培养热爱物理的兴趣。教学手段实验、分析、归纳课时安排1课时教学过程(一)引入新课提问：(1)a粒子散射实验的现象是什么？(2)原子核式结构学说的内容是什么？(3)卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾？电了绕核运动（冇加速度）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了•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：实际上原子是稳定的）为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了Q己的原了•结构假说。（二）进行新
3、课1、玻尔的原子理论（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态屮，在这些状态屮原子是稳定的，电了里然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（木假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为t）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，即hv=Em-En（h为普朗克恒量）（木假设针对线状谱提!li）（3）轨道量子化假设：原子的不M能暈状态跟电子沿不M的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，W此电子的
4、可能轨道的分介也是不连续的。（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：rz;=n2r}n=l,2,3……能量：Eu=exn=l,2,3……式n屮n、E:、分别代表第一条（即离核最近的）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岀发，运用经典电磁学和
5、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=n2r>,r：代表第一条(离核最近的一条)可能轨道的半径r^O.53XW10m例如：n=2,r2=2.12X1O-10m(2)氢原子的能级：原子在各个定态时的能量值E„称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量Etl(包括动能和势能)E^E^n2n=l,2,3,E:代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量，E：=-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，
6、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。例如：n=2,E2=-3.4eV,n=3,E3=-l.51eV,n=4,E,=-0.85eV,……氢原子的能级图如图所示：I一13.64、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，原了•处于最低能级，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叫较低的激发态或基态跃迁
7、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。I———怕邮系匕耳末系赖曼系说明：氢原子屮只有一个核外电子，这个电子在某个吋刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一•种。町是，通常容器盛冇的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会宥各种情况出现了。似是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。（1）夫兰克一赫兹实验的历史背景及意义1911年，卢瑟福根据u粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。1913
8、年，玻尔将齊朗克量子假说运用到原子核式结构模型，建立了与经典理论相违背的两个要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。电了在能级之间跃迁时伴随电磁波的吸收和发射，电磁波频率的人小取决丁原子所处两定态能级间的能暈差。随着英W物理嗲家埃万斯对光谱的研究，玻尔理论被确立。但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后，在1914年，德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气
