玻尔的原子模型ppt课件.ppt

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1、玻尔的原子模型19世纪末20世纪初，人类叩开了微观世界的大门，物理学家根据有研究提出了关于原子结构的各种模型，卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释实验现象，得到了多数人的支持，但是与经典的电磁理论发生了矛盾．著名的粒子散射实验卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定．++经典理论认为事实卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(二)由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率,连续变化,原子光谱应该是连续光谱经典理论认为事实

2、原子光谱是不连续的线状谱汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实、氢光谱实验否定建立否定建立否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾出现矛盾?1、定态假设（能量量子化假设）：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。（针对原子的稳定性）2、跃迁假设：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，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=E初－E末（针对原子光谱是线状谱）3、轨道量子化假设:原子的不同

3、能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，原子的能量是不连续的，因此电子的可能轨道也是分立的数值。（对原子核式结构模型进行补充）1913年玻尔提出了自己的原子结构假说玻尔mrv能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的状态Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５量子数基态：能量最低的状态（离核最近、最稳定）——基态激发态：除基态外的状态激发态一、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）能级图轨道图123n∞：电子脱离核束缚12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV氢原子能级图基态激发态跃迁（电子克服库仑引力做功，增大电势能，原子

4、的能量增加）吸收光子（电子所受库仑力做正功，减小电势能，原子的能量减少）辐射光子光子的发射和吸收1、向低轨道跃迁12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV处于激发态的原子是不稳定的可自发地经过一次或几次跃迁到基态。可能发射几种光子。跃迁时发射光子的能量：发射光子光子的能量等于能级差2、向高轨道跃迁12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV吸收光子光子的能量必须等于能级差使原子电离跃迁：电离：跃迁时吸收光子的能量：问题1、通过计算，玻尔算出了r1和E1的数值：r1=0.53×10-10m，E1

5、=-13.6eV,(1)E1是负值的原因是什么?(2)试分别计算r2、r3、r4，E2、E3、E4值。(3)当电子在离核较远的轨道上运动时，原子所处的状态是否仍叫定态?(4)能否说“氢原子各定态能量与n2成反比”?2、当氢原子的核外电子从n=2的轨道上跃迁到n=3的轨道上运动,(1)电子的运行速度将怎样变化?(2)电子的动能怎样变化?(3)电势能怎样变化?(4)氢原子的能量怎样变化?(5)要实现这种跃迁,必须吸收多大能量的光子?(6)如果电子从n=3的轨道上跃迁到n=2的轨道上运动,情况又如何呢?人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱，不过那时候无法

6、解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线，玻尔理论很好的解释了氢原子的光谱．原子从高能级跃迁到低能级时，辐射光子的能量等于前后两个能级之差．由于原子的能级不连续，所以辐射的光子的能量也不连续，从光谱上看，原子辐射光波的频率只有若干分立的值．氢原子的能级图（演示）－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基态激发态赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普丰德系玻尔理论对氢光谱的解释氢原子能级跃迁与光谱图巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0n=1n=2n=3

7、n=4n=5n=问题：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？巴尔末公式：玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性．在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念同时又保留了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律。不是彻底的量子论。除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难．三、玻尔模型的局限性氦原子光谱量子化条件的引进没有适当的理论解释。汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立

8、否定卢瑟福的核式结构模型