1、第4节 玻尔的原子模型 第18章 原子结构 人教版高中物理选修3-5 课堂引入 玻尔是谁？ 尼尔斯亨利克戴维玻尔(丹麦文:Niels Henrik David Bohr，1885年10月7日-1962年11月18日)，男， 丹麦物理学家，哥本哈根大学硕士/博士，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章， 英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，1922年获得诺贝尔物理学奖。 玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量 子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。 汤姆孙发现电子 枣糕模型 散射实验 核式结构模
2、型 原子稳定性 否定 氢光谱实验 为什么光谱是特征明线？ 原子为什么会稳定存在？ 课堂引入 按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有 电荷，运动中要辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径 不断缩小，最终落在原子核上由于电子轨道的变化是连续 的，辐射电磁波的频率也会连续变化 事实上，原子是稳定的，辐射电磁波 的频率也只是某些确定的值 课堂引入 1.围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值 ，这些现象叫做轨道量子化； 2.不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电 子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的 ； 3.原子在不同的状态之中具有不同的能量，所以原子的能
3、量也是量子化的。 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻 尔 课堂引入 原子也可以从激发态向基态跃迁，电子 所受库仑力做正功减小电势能，原子的 能量减少要辐射出能量，这一能量以光 子的形式放出 原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基态能量高的状态叫激发态 原子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加 要吸收能量 基态 原子在始、末两 个能级Em和En（ EmEn ）间跃迁时 发射光子的频率可 以由下式决定： 光子的发射和吸收 玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能 的轨道半径和对应的能量 氢 原 子 能 级 (r1=0.053nm )
4、 光子的发射和吸收 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？ 气体导电发光机理是什么？ 原子光谱为什么是线状光谱？ 不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？ 【小组讨论】 10 氢原子的能级图 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 eV nE/eV 基态 激发态 赖曼系 巴 耳 末 系 帕 邢 系 布 喇 开 系 普 丰 德 系 二、玻尔理论对氢光谱的解释 n=6 n=5 n=4 n=1 n=3 n=2 （巴尔末系） HHHH 二、玻尔理论对氢光谱的解释 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 n
5、E/eV 赖曼系（紫外线） 巴耳末系（可见光） 帕邢系（红外线） 布喇开系 逢德系 N=1 N=2 N=3 N=4 N=5 N=6 轨道与能级相对应 成功解释了氢光谱的所有谱线 二、玻尔理论对氢光谱的解释 【典例1】.（多选）欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施是（ ） A.用10.eV的光子照射 B.用11eV的光子照射 C.用14eV的光子照射 D.用11eV的电子碰撞 ACDACD 典型例题 【典例2】. 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大 的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的是（ ） A.电子的动能变大，电势能变大，总能量变大 B.电子的动能变小，电势能变小，总能量变小 C.电子的动能变小，电势能变大，总能量不变 D.电子的动能变小，电势能变大，总能量变大 D D 典型例题 玻尔模型的局限性 轨道假设 玻尔模型与氢原子光谱的统一性 定态假设 玻尔 假设 玻尔与 氢光谱 玻尔的原子结构模型 能量假设 课堂小结