原子结构与波尔模型教学建议.doc

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1、原子的核式结构玻尔原子模型一、教法建议抛砖引玉本节双基学习F!标1.了解原子的核式结构2.了解原子学说的发展历史，认识u粒子散射实验的重大意义3.了解玻尔理论的三条假设4.通过公式匚=丄耳，使学生了解原子能级、轨道半径和量子数tr门的关系指点迷津本节重点内容点拨通过对卢瑟福U粒子散射实验的分析阐述原子的核式结构模型；从原子具有稳定结构的事实出发，建立玻尔的能级理论。二、学海导航学法指耍本节理论原理明晰关于原子结构的四个学说要从学说提出的实验基础，学说内容，能解释的现彖，遇到的障碍四个方而掌握。1.汤姆生的枣糕原子模型%1实验基础汤姆生发现电子（发现电子

2、打破了原子不可再分观念，表明电子是原子的组成部分）。%1模型内容原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子像枣糕里的枣子镶嵌在原子里面。%1能解释现象原子光谱（原子受激，电子振动而发光）。%1遇到障碍不能解释a粒子散射实验。2・卢瑟福的核式结构模型%1实验基础a粒子散射实验（卢瑟福用a粒子轰击金箔，发现a粒子穿过金箔后绝大多数仍沿原方向前进；少数发生了较大的偏转，极少数a粒子偏转角超过了90°,甚至被反弹）。实验说明：原子不是实心的，屮间存在很大空隙，电子质量远小于Q粒子质量，大角度偏转不是电子作用结果；大角度偏转应是a粒子碰到质量很大的物质，a

3、粒子大角度偏转极少，表明原子的核心很小。%1模型内容有三个特点：a・核很小，原子直径约10R米；b・核很重，原子的质量几乎全部集屮在核里，原子核集屮了全部正电荷；c.电子绕核作圆周运动，库仑力提供向心力。%1能解释现象a粒子散射实验：由于原子的全部正电荷都集屮在核里，当a粒子与核十分接近时，会受到很大的库仑力而发生大角度偏转，因原子内部大部分是空的，核乂很小，所以a粒子靠近的机会很少，绝大多数a粒子离核较远，受到的库仑力小，基本按直线前时，极少数a粒子离核较近，发生大角度偏转。%1遇到障碍核式结构学说与经典电磁理论的矛盾。3.玻尔的轨道量子化模型%1理

4、论基础a.原子的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾：（i）原子稳定性问题按经典理论，核外电子绕核旋转应辐射电磁波，其能量要逐渐减少，半径要减少，电子要被库仑力只收到核上，原子应是不稳定的，事实上原子是稳定的；（ii）原子光谱问题,经典理论，电子绕核运动频率不断变化，原子辐射电磁波频率等于运行频率，也应是连续变化的，即原子光谱是连续光谱，而实事上，原子光谱是线状谱。b.谱朗克提出量子论。%1模型内容三条假说a.定态理论原子只能处于一系列不连续的能量状态屮，在这些状态原子是稳定的，电子虽做加速运动，并不向外辐射能量；b・能级跃迁，原子从一种定态（E初）跃迁到

5、另一种定态（E终）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h^E初-E终；c.轨道量子化，原子的不同能量状态与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分布是不连续的。经计算：乙=心迟=丄和〃=1、2、3……）tr其屮r】、Ei为第一条轨道（离核最近）的半径和能量，门为量子数。%1解释现彖氢原子光谱。%1遇到障碍不能解释所有原子光谱（成功之处在于引入量子论，失败之处在于过多保留了经典理论）。4.量子力学电子方式结构模型（选学内容）%1理论基础8•玻尔理论不能解释复杂原子发光。b.量子力

6、学发展。%1模型内容核外电子在核外的运动没有I古I定的轨道，它吋而在这里出现,时而又在那里出现，在某些地方出现的几率大，在某些地方出现的几率小，出现几率大的地方就是玻尔理论屮的“轨道”。原子核好像被电子云雾笼罩着。%1能解释现象所有原子发光。本节难点、疑点释疑1.原子的能量是指核外电子绕核运动的动能和势能总和，为什么不说成“电子能量”呢？因为势能属于原子核和核外电子所共有。对氢原子：据库仑力提供向心力，宁瞥得E*宀牛选无穷远为势能辰2零点，电子在半径为r轨道上运动时的势能E»=-—总能：E=Ek^E—k卩2rr2r2.原子发光（吸收光）原子从基态（能量

7、最低状态）向激发态跃迁，『增大，电子克服库仑力做功电势能增大，动能减少，由总能表达式知总量增加，吸收能量（光子）。原子从激发志向基态跃迁，同理总能减少，以光子的形式放出。原子吸收或辐射能量不是任意的，而是等于发生跃迁的两能级的能量差。一个原子可以有许多不同的能量状态和相应的能级，但在某一吋刻一个原子不可能既处于这一状态也处于那一状态。如果有大量的原子，它们之屮有的处于这一状态,有的处于那一状态。氢光谱线不是一个氢原子发出的，而是不同的氢原子从不同的能级跃迁到另一些不同能级的结果。课外阅读1909年，卢瑟福交给他的学生，青年物理学家马斯登一项简单的任务，

8、要他数一数通过各种物质薄片（金、铜、铝等）的Q粒子，这些薄片是放在放射源和荧光屏之间的，卢瑟福