xx鲁科版高二物理选修3-5教师用书：第3节玻尔的原子模型

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1、XX鲁科版高二物理选修3-5教师用书：第3节玻尔的原子模型　　第3节　玻尔的原子模型　　学习目标知识脉络　　知道玻尔理论的基本假设的主要内容．　　．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念．　　．理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系．　　玻尔原子模型　　[先填空]　　．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子与金箔中原子碰撞所得到的信息，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．　　．玻尔原子理论的主要内容　　原子只能处于一系列能量不连续的状态中，这些状态叫作定态．　　原子从一种定态跃迁到另一种定态时，吸收一定频率的光子能量

2、hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34j•s，ν为光的频率．　　原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．只有电子的轨道半径r跟电子动量ev的乘积满足evr＝n•h2π的轨道才是可能的．　　[再判断]　　．玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型．　　．玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量．　　．原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差．　　[后思考]　　请详细阐述原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾．　　【提示】　电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不

3、断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾．　　[核心点击]　　．轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．　　氢原子各条可能轨道上的半径rn＝n2r1　　其中n是正整数，r1是离核最近的可能的轨道半径，r1＝0.53×10－10．其余可能的轨道半径还有0.212n、0.477n…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．　　．能量量子化　　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．　　由于原子的可能状态是不连续的，具有的能量也

4、是不连续的．这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，基态最稳定，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式En＝1n2E1　　其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6eV.n是正整数，称为量子数．量子数n越大，表示能级越高．　　原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．　　．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，　　高能级E发射光子hν＝E－En吸

5、收光子hν＝E－En低能级En.　　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．　　．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是　　A．原子可以处于连续的能量状态中　　B．原子的能量状态是不连续的　　c．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量　　D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的　　【解析】　根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定B是正确的．　　【答案】　B　　．根据玻尔理论

6、，下列关于氢原子的论述正确的是　　A．若氢原子由能量为En的定态向能量为E的低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量hν＝E－En　　B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是ν　　c．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子　　D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁　　【解析】　原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，A正确；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃

7、迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故c正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．　　【答案】　Ac　　．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于________．　　【解析】　释放的光子能量为hν＝hcλ，所以E′＝E－hν＝E－hcλ.　　【答案】　E－hcλ　　解决玻尔原子模型问题的四个关键　　电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量．　　原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定．　　处于基态的原子是稳定的，而

8、处于激发态的原子是不稳定的．　　原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大；轨道半径小，原子的能量小．氢原子的能级结构　　[先填空]