玻尔的原子模型 (课堂PPT)

B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动， 但只要能量状态不改变，就会向外辐射能量
C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一 定要辐射一定频率的光子
D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨 道，并且这些轨道是不连续的
3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列 说法中正确的是（ ACD ） A、电子轨道半径越大 B、核外电子的速率越大 C、氢原子能级的能量越大 D、核外电子的电势能越大
【答案】内容：漫画由奥运五环标志和萨马兰奇的 头像构成，五环成为萨马兰奇的眼镜。 寓意：萨马兰奇和现代奥运已经融为一体或萨马 兰奇透过奥运看世界。
5.中国传统年画,常常借助于喜庆明丽的色彩和象征吉祥 的事物来表现美好的愿望,如鱼象征着年年有余,凤凰象 征着富贵吉祥等。请用说明性的文字介绍下面这幅年画, 并从中任选一个象征事物，说出其中寄托的美好愿望。
(1)说明性的文字:___________________________ (2)_______________象征_____________________
答案 漫画揭示了普通家庭为子女教育不 堪经济重负的社会现实和高等教育存在的 制度缺陷。(关键词“普通家庭”“经济重 负”“制度缺陷”,意思对即可)
4.观察下面的漫画,完成下题。
(2)写出这幅漫画的寓意。 漫画讽刺了那些只听喜讯不听警告的自欺
欺人的人。
题型3、拟写标题
• 标题是漫画的眉目，它有揭示漫画寓 意或揭示讽刺对象的作用。
寓意参考：讽刺了现实中有些人打着集体利 益的旗号，却干着牟取私利的勾当的丑行。
标题示例：暗饱私囊 如此团结
假公济私 如此划船
题型4、编拟公益广告
例4、请根据 漫画内容设计一条 公益广告语。要求： 体现画意，通俗易 懂，有一定文采。 （不超过16个字）

氢原子光谱的线系
~ 赖曼系(m = 1) ：
1 ], n 2,3,4, RH [ 1 12 n 2 R H [ 12 12 ], n 3,4,5, 2 n
在紫外区，是1914年由赖曼发现的。
~ 巴耳末系(m = 2) ： ~ 帕邢系(m = 3) ：
体系的角动量是量子化的
2
2
2
r M 1 C
Ze
r2
v
m

V
Mm M m
消去，求得r
MVr1 m v r2 n
r n
2
2 2 4 π 4 π 2 0 0 rn n 2 r n n e 2 Z me 2 Z 2 2 2 Ze 1 1 原子体系的能量 E MV m v 2 2 4 π 0 r
434.010nm
486.074nm
• 波长遵守巴耳末公式的这一系列谱线称为巴耳末线系 • 波长间隔沿短波方向递减 • 谱线系的系限—谱线系中最短的波长
n
B 364.56 nm
2 ~ n 4 4 ( 1 1 ) 1 1 波数 B n2 B 22 n2
对氢原子，计算得 R H 理论 1 .097 373 1 10 7 m 1 玻尔理论的成功之四
当时实验测得
RH实验 1.096 775 8 10 7 m 1
问题：里德伯常数的理论计算结果与实验结果误差超过了万分之五，其原因何在？
۩ 考虑到核不会固定不动，上式中电子质量应理解为折合质量 mM mM 2 4
410.120nm
Ha ： 红 Hb ： 深绿 Hg ： 青 Hd ： 紫
656.210nm 486.074nm 434.010nm 410.120nm

轨能道半量径：：Ernn==n1n22
r1 （n=1,2,3……) E1（n=1,2,3……)
式中r1 ( r1 =0.53×10－10m )、E1 ( E1=－13.6eV)、
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。
18-4.波尔的原子模型
一、玻尔提出原子模型的背景：
卢瑟福的原子核式结构学说很好地 解释了a粒子的散射实验，初步建立了原 子结构的正确图景，但跟经典的电磁理 论发生了矛盾。
1、原来，电子没有被库仑力吸引到核 上，它一定是以很大的速度绕核运动，就 象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论， 绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因此 它的能量要逐渐减少。随着能量的减少， 电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电 子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就像 绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力 不断损失能量后要落到地面上一样。 这样 看来，原子应当是不稳定的，然而实际上 并不是这样。
叫做激发态。
4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激 发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能 量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。
电子云
达标练习：
1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ABCD）
A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量 和电子轨道引入了量子化假设
B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电 荷要辐射电磁波”的观点提出了异议
B、原子要吸收一系列频率的光子
C、原子要发出某一频率的光子
D、原子要吸收某一频率的光子
n 四、氢原子的能级图： E

n=
n=5 n=4
n=3
巴
耳
n=2
末
系
0
-0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV
-3.40 eV
n=1
-13.6 eV
1
巴尔末公式：
R(
1 22
1 n2
) n
3，4,
5,
第十三页，共24页。
R=1.10 107m1
Hα
Hβ
Hγ
Hδ
H
量子化条件的引进没有适当的理论解释
量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大。
(2) 吸收实物粒子能量
只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁，就能被氢 原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁，多余
能量仍为实物粒子动能。
第十五页，共24页。
第十六页，共24页。
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 基态：能量最低的状态(离核最近)
用 14 eV 的光子照射
第一页，共24页。
经 典
电子绕核运动将不断向外辐 射电磁波，电子损失了能量，
e
理 论 认
其轨道半径不断缩小，最 终落在原子核上,而使原子变
e +
为
得不稳定
事
原子是稳定的
实
v
e
+F
r
e
第二页，共24页。
经
典
由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等
理 于绕核运动的频率，连续变化，原子光谱应该是连续
论 光谱
认
为
事 原子光谱是不连续 实 的，是线状谱
第三页，共24页。
以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用 于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913

2．能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低 能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量子 数为 n 的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：N＝nn2－1＝C2n.
3．光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出 能量，发射光子的频率由下式决定．
hν＝Em－En(Em、En 是始末两个能级且 m>n) 能级差越大，放出光子的频率就越高．
A．氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的能级时， 辐射光的波长大于 656 nm B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢 原子从 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级 C．一群处于 n＝3 能级上的氢原子向低 能级跃迁时最多产生 3 种谱线 D．用波长为 633 nm 的光照射，不能 使氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝3 的能级
特别提醒 (1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的． (2)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．
典例精析 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )
A．原子处于具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但 不向外辐射能量
2．能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象． 电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，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(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续 的，这样的能量形式称为能量量子化．
3．频率条件 原子从一种定态(设能量为 E2)跃迁到另一种定态(设能量为 E1)时， 它辐射或吸收一定频率的光子，光子的频率由这两种定态的能量差决 定，即 hν＝E2－E1. 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“跳迁”到另一个轨道上．玻尔 将这种现象称作电子的跃迁． 总而言之：根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能轨道 上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定态．只有电子 从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量，辐射的能量是一份一 份的，等于这两个定态的能量差．这就是玻尔理论的主要内容．

某处出现的概率大小，如果用疏密不同的点子表示电子在各 个位置出现的概率，画出来的图就像云雾一样，稠密的地方
就是电子出现_□_6_概___率__大__的地方，形象地把它称做电子云。
[思维辨析] 1．(1)电子的轨道半径不是任意的，只有当半径的大小
符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。( √ )
(2)氢原子吸收或辐射光子的频率条件是 hν＝Em－
3．原子的能级跃迁问题 跃迁是指电子从某一轨道跃迁到另一轨道，而电子从某 一轨道跃迁到另一轨道对应着原子就从一个能量状态(定态) 跃迁到另一个能量状态(定态)。处于低能量状态的原子吸收 光子后跃迁到高能量状态，吸收的光子能量等于两定态的能 量差。 (1)跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化 当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能 Ep 减小，电子动能增大，原子能量减小。反之，轨道半径 增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大。
人教版物理选修3-5 第十八章原子结构
第十八章 原子结构 第4节 玻尔的原子模型
01课前自主学习
[动手填一填] 一、玻尔原子理论的基本假设 1．轨道量子化：玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动， 服从经典力学的规律，但轨道半径不能是任意的，只有半径 在符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说，电
运动，但不向外辐射能量 B．原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨
道相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸 收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周 运动的频率
激发态。也就是说，原子只能处在一系列的能量状态中。
3.频率条件：当电子从能量__□_6_较__高____的定态轨道跃 迁到能量__□7__较__低____的定态轨道时，会放出能量为 hν 的光

警示(1)处于基态的原子是稳定的,而处于激发态的原子是不稳
定的。
(2)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。
探究一
探究二
例题 1
已知氢原子的基态能量为-13.6 eV,核外电子的第一轨道半径为
0.53×10-10 m,电子质量 me=9.1×10-31 kg,电荷量为 1.6×10-19 C,求电子跃迁到 第三轨道时,氢原子的能量、电子的动能各多大?
点拨:原子的能量应根据能级进行计算。 解析:氢原子的能量可由氢原子能级公式 En=���1���2E1 求出,而动能可由氢 原子轨道半径公式以及向心力公式求出。氢原子的能量为电子的动能和电
势能之和,则第三个问题不难求出。氢原子的能量为 E3=312E1=-1.51 eV
电子在第三轨道时半径为 r3=n2r1=32r1=9r1
探究一
探究二
3.跃迁:原子从一种定态(设能量为 E2)跃迁到另一种定态(设能量为 E1) 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,即高能级 Em
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。
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=-13.6 eV。n 是正整数,称为量子数。量子数 n 越大, 表示能级越高。
(3)原子的能量:En=Ekn+Epn,即原子的能量包括:原子的原子核与电子所 具有的电势能和电子运动的动能。当氢原子中的电子绕核运动时���������������2���2 = ������������������2, 故 Ekn=12mv2=���2������������������2���。当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势 能增大,动能减小;反之电势能减小,动能增大。与卫星绕地球运行相似。

Na原子的发射光谱（明线）
H原子的吸收光谱（暗线）
H原子的发射光谱（明线）
吸收光谱和线状谱（发射光谱）的关系：
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱（线状光谱）中的
一条明线相对应。
3.光谱分析
既然每种原子都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组
成成分。这种方法称为光谱分析。
4.由于不同的原子具有不同的结构，能级各不
相同，因此辐射（或吸收）的光子频率也不相
同。这就是不同元素的原子具有不同的特征谱
线的原因。
六、玻尔理论的局限性
1.玻尔理论的不足之处在于保留了
经典粒子的观念，仍然把电子的运
动看作经典力学描述下的轨道运动。
2.玻尔理论成功地解释了氢原子光
谱的实验规律。但对于稍微复杂一
1
E1
激
发
态
h E n E m
基态
原子从低能级向高能级跃迁（电子从低轨道向高轨道跃迁）： 吸收光子，原子能量增大
电子从低轨道向高轨道跃迁，电子克服库仑引力做
功，电势能增大，原子的能量增加，要吸收能量。
吸收光子能量：
h E n E m
原子从高能级向低能级跃迁（电子从高轨道向低轨道跃迁）： 辐射光子，原子能量减小
优点：灵敏度高
样本中一种元素的含量达到10-13kg时就可
以被检测到。
利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？
不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子
的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分
原子的特征光谱
二、氢原子光谱（发射光谱）的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
n=6
n=5