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玻尔的原子模型 能级(28张)(课堂PPT)

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物理18.4玻尔的原子模型PPT课件新人教选修35

物理18.4玻尔的原子模型PPT课件新人教选修35
事 原子光谱是不 实 连续的线状谱
气体导时发光的原理是什么？
所
提出现矛盾
获
得 原子稳定性事实 否定
氢光谱实验
的
卢瑟福的核 式结构模型
出 建科立
?玻尔模型
学出现矛盾
事
假
实 复杂（氦）原电子在某处否单定位体积内出玻现尔的模概型率——电建子立说云
光谱
量子力学 理论
学以致用
[例1]
学以致用
练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是 （ ACD ）
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
示
１
）
赖曼系
-13.6
➢问题1：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：
1R λ
1 22
1 n2
n=
氢 原
n=5
子 n=4
能 级
n=3
跃
迁 与
n=2
巴 耳
光 谱
末
图
系
n=1
n 3，4,5,
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 • 教学重点：玻尔原子理论的基本假设。 • 教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。 • 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的西 瓜模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原什么？ ➢问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特

高二物理选修课件第十八章玻尔的原子模型

高二物理选修课件第十八章玻尔的原子模型

要点二
优缺点分析
卢瑟福模型能更好地解释α粒子散射实验和元素周期律， 但无法解决电子绕核运动的稳定性问题；汤姆孙模型则能 解释原子呈电中性的原因和某些元素的化学性质，但与实 验结果不符。因此，在解释原子结构和性质方面，卢瑟福 模型更具优势。
06 玻尔原子模型在现代物理 中地位和影响
玻尔原子模型对量子力学发展贡献
高二物理选修课件第十八章玻尔的 原子模型
汇报人：XX 20XX-01-19
目 录
• 玻尔原子模型基本概念 • 玻尔原子模型中电子运动规律 • 氢原子光谱与能级结构分析 • 碱金属原子光谱与能级结构特点 • 其他类型原子模型简介与评价 • 玻尔原子模型在现代物理中地位和影响
01 玻尔原子模型基本概念
量子力学基本原理的验证
氢原子光谱的实验结果与量子力学基本原理的预言高度一致，因此可以作为验证量子力学 基本原理的重要手段之一。例如，通过测量氢原子基态和激发态之间的能量差，可以验证 量子力学中关于能量量子化和波函数坍缩等基本概念的预言。
04 碱金属原子光谱与能级结 构特点
碱金属原子光谱实验现象及解释
模型内容
卢瑟福核式结构模型认为原子由 带正电的原子核和带负电的电子
组成，电子绕核运动。
优点
成功解释了α粒子散射实验的结果 ，揭示了原子的核式结构。
缺点
无法解释原子稳定性和元素周期律 ，且电子绕核运动的稳定性问题未 得到解决。
汤姆孙枣糕模型简介与评价
模型内容
汤姆孙枣糕模型认为原子是一个 均匀分布着正电荷的球体，电子
氢原子光谱在科学研究中的应用
原子结构的研究
氢原子光谱是研究原子结构的重要手段之一。通过分析氢原子光谱的精细结构和超精细结 构，可以揭示原子核的内部结构和性质。

人教版高二物理选修：玻尔原子模型PPT课件

人教版高二物理选修：玻尔原子模型PPT课件

人教版 高二物理 选修3-5 第十八章：18.4玻尔原子模型(共19张 PPT)
假说3：频率条件(跃迁假说) 针对原子光谱是
n
线状谱提出
E∞
5 4
E5 E4
原子在始、末两
3
E3
个 能 级 Em 和 En
2
E2
( Em>En ) 间跃迁时，
发射 (或吸收) 光子
的频率可以由前后
1
E1
能级的能量差决定：
赖曼系（紫外线）
∞n－－－－－－－－－E0/eV
5 4 3
巴耳末系（可见光）
2
+
N=1 帕邢系（红外线）
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
1
成功解释了氢光 谱的所有谱线
人教版 高二物理 选修3-5 第十八章：18.4玻尔原子模型(共19张 PPT)
提升
1. 从高能级向低能级跃迁发射光子：以光子形式辐射
rn = n2r1 r1 = 0.053 nm En = E1/n2 （n = 1，2，3，···）
人教版 高二物理 选修3-5 第十八章：18.4玻尔原子模型(共19张 PPT)
人教版 高二物理 选修3-5 第十八章：18.4玻尔原子模型(共19张 PPT)
问题3、如何由轨道半径公式推导出能量公式？ 问题4、随着轨道半径的增大，原子的能量是增 大还是减小？电子的动能和电势能是增大还是 减小？
出去（原子发光现象）。
2. 从低能级向高能级跃迁 (1) 吸收光子 对于能量大于或等于13.6eV的光子(电离)；对于能量 小于13.6eV的光子(要么全被吸收，要么不吸收)。
(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的动能。

波尔的原子模型(课堂PPT)

波尔的原子模型(课堂PPT)

E1
轨道半径： rn n2r1 （n=1,2,3……)
式中r1 =0.53×10-10m 、E1=-13.6ev
频率条件 hEmEn
4 3 21
轨道假设
1
43 2
定态假设
E4 E3 E2
E1
43 2
跃迁假设
E4 E3 E2
1
E1
9
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
（巴尔末系）
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴 耳 末 公 式R=1.10107m1 里 德 伯 常 量
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J 所以， λ δ=hc/ Eδ = 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / 3.03 ×10-19J
A、原子要发出一系列频率的光子
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
4、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
5、如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所
2、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径 （ D） A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值 C、可以取一系列不连续的任意值 D、是一系列不连续的特定值
3、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra 的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已 知ra>rb，则在此过程中（ C ）
在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于 光子概念的启发下，波尔于1913年把微观世界中物理 量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原 子结构假说。

玻尔的原子模型-能级PPT课件

玻尔的原子模型-能级PPT课件

2、同时，按照经典电磁理论，电子绕核运行时 辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率， 随着运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的 频率要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也 要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该 是包含一切频率的连续谱。
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年玻尔在卢瑟福 学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子 系统上，提出了玻尔理论。
2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法 是（ C ）
A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每 个状态都对应一定的能量
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
4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半 径（ D ） A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值 C、可以取一系列不连续的任意值 D、是一系列不连续的特定值
15一、郑和下西洋的概况和源自用1、目的：宣扬国威；满足统治者对异域珍宝特产的需求。加强与海外诸国的联 系； 2、时间：1405年——1433年。比欧洲人开辟新航路早半个多世纪。 3、手段：和平亲善
4、路线：江苏刘家港出发，经东南亚、南亚、 西5、传亚对出外的，贸物易品最：、技远术 到达红海沿传岸入的和物非品、洲技术东海岸地区。
丝织品、瓷器、茶叶、 印花布、铁器

玻尔的原子模型 能级(28张)(课堂PPT)

玻尔的原子模型 能级(28张)(课堂PPT)

基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态
５ ４
３
量
２
ＥＥＥ３４５
激发态
Ｅ２
3
2v
1
m
r
子
数
１
Ｅ１
——基态
能级图
轨道图 5
光子的发射和吸收
基
吸收光子 （电子克服库仑引力做功增大电势能，
原子的能量增加）
激
态
跃迁
发
辐射光子
（电子所受库仑力做正功减小电势能，
态
原子的能量减少）
6
针对原子光谱是线状谱提出
21
3. 一群原子和一个原子的跃迁问题
氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时 刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内， 由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有 一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原 子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激发态 或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
2.4 玻尔的原子模型 能级
1
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的枣 糕模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
汤姆孙的枣 糕模型
卢瑟福的核 式结构模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
? 建立 2
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值.
e c
a
Oo
bd
U1 U2 U3 U4 U5 U6
夫兰克—赫兹管的IA～UG2K曲线
UG2K

教科版高中物理选修(3-5)2.4《玻尔的原子模型 能级》ppt教学课件

教科版高中物理选修(3-5)2.4《玻尔的原子模型 能级》ppt教学课件

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．
对玻尔假设的理解
【典例1】 关于玻尔原子理论的基本假设，下列说法中正确的是 ( )．
A．原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力 B．电子绕核运动的轨道半径只能取某些特定的值，而不是任
4
玻尔的原子模型 能级
1．了解玻尔原子理论的主要内容； 2．了解能级、能量量子化概念； 3．了解基态、激发态的概念； 4．了解玻尔模型的局限性．
一、玻尔理论的三条假设
定态假设 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．电子虽然绕核旋转，但并不向外 辐射 能 量，这些状态叫 定态 ．
A．用波长为 60 nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电
离出自由电子
B．用能量为9.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁 到激发态 C．用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁 到激发态
三、玻尔模型的局限性 局限性：成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解释稍 复杂一点 的原子的光谱现象．
微
原因：保留了 做 经典力学
经典粒子
的观念，把电子的运动仍然看
描述下的 轨道 运动．
一、玻尔的原子模型的主要物理思想 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． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是
跃迁：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 发射光子hν＝Em－En 高能级Em 低能级En. 吸收光子hν＝Em－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．玻尔将这种现象叫做电子的跃迁．

【教科版选修3-5】高中物理：2.4《玻尔的原子模型、能级》ppt课件

【教科版选修3-5】高中物理：2.4《玻尔的原子模型、能级》ppt课件

2．能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，对应 的能量也是不连续的，即原子的能量是_量__子__化__的，这些 量子化的能量值叫做_能__级__．
基态：能量最低的状态叫做_基__态__．
激发态：除基态之外的其他能量状态叫做_激__发__态__．
2020/7/22
4
3．氢原子的能级 E1
原子各能级的关系为 En＝__n_2_ (n＝1，2，3……)，
变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子
在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化
的．
(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离
核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. (3)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离
核较远的轨道2E1(E1＝－13.6 eV，n＝1，
所在区域．
2020/7/22
20
针对训练 如图2－4－4所示是某原子的能级 图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长 的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱 线从左向右的波长依次增大，则正确的是
()
图2－4－4
答案 C
2020/7/22
21
解析 由 hν＝hλc ＝E 初－E 末可知该原子跃迁前后的能级
2020/7/22
7
一、对玻尔理论的理解 1．轨道量子化
(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值． (2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm，其余轨道 半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道， 只能取正整数．
2020/7/22
8
2．能量量子化
(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做
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同时又应用了“粒子、 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
量子化条件的
除了氢原子光谱外，在解决其引 的进 理没 论有 解适 释当 。 他问题上遇到了很大的困难． 氦原子光谱
15
拓展与提高
原子结构的认识史
汤姆孙发现怎电子样观修否定改玻原尔子模不可型割 ？ 建建立
察
立
汤姆孙的西 瓜模型
思想：必与须彻底放弃经典概念？科 出现矛盾
23
五、夫兰克一赫兹实验 ①方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞 原子发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的 能量。
24
②实验的结果，表现在接收极电流随K—G间电压的 变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。
IA (uA)
证明了汞原子能量量子化。该 实验卓越的设计思想和实验技巧， 以及它在建立原子量子学说方面 做出的贡献，受到人们的赞誉。
基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态
５ ４
３
量
２
ＥＥＥ３４５
激发态
Ｅ２
3
2v
1
m
r
子
数
１
Ｅ１
——基态
能级图
轨道图 5
光子的发射和吸收
基
吸收光子 （电子克服库仑引力做功增大电势能，
原子的能量增加）
激
态
跃迁
发
辐射光子
（电子所受库仑力做正功减小电势能，
态
原子的能量减少）
6
针对原子光谱是线状谱提出
21
3. 一群原子和一个原子的跃迁问题
氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时 刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内， 由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有 一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原 子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激发态 或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
５
-0.54
４ ３
２
巴
帕 邢 系
布 喇 开 系
普 丰 德 系
-0.85 -1.51
-3.4
耳
能
末
系
级
基态
图
１
-13.6
赖曼系
10
➢问题1：请用玻尔的原子结构理论解释形成巴尔末系的原因， 并计算当n=4时，巴尔末系中这条谱线的波长
巴尔末公式：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
n=
氢 原
n=5
2.4 玻尔的原子模型 能级
1
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的枣 糕模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
汤姆孙的枣 糕模型
卢瑟福的核 式结构模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
? 建立 2
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值.
e c
a
Oo
bd
U1 U2 U3 U4 U5 U6
夫兰克—赫兹管的IA～UG2K曲线
UG2K
25
经 电子绕核运动将不断 典 向外辐射电磁波，电 理 子损失了能量，其轨 论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
事 实
r
e
ur F
v
r+ e
e
e+
26
经 由于电子轨道的变 典 化是连续的，辐射 理 电磁波的频率等于 论 绕核运动的频率, 认 连续变化,原子光 为 谱应该是连续光谱
子 n=4
能 级
n=3
跃
迁 与
n=2
巴 耳
光 谱
末
图
系
n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
-13.6 eV
11
（巴尔末系）
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
量子力学 理论
16
8
学以致用
17
[例1]
18
学以致用
练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是 （ ACD ）
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”的观点表示赞同
C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率 与原子能量变化之间的定量关系
D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利 用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
19
四、原子能级跃迁问题 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．
巴 尔 末 公 式R=1.10107m1 里 德 伯 常 量
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J
所以， λ δ=hc/ Eδ = 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / 3.03 ×10-19J
= 6.57 ×10-7(m)
12
二、玻尔理论对氢光谱的解释
•且电子在这些轨道上 绕核的转动是稳定的， 不产生电磁辐射.
针对原子核式结构模型提出
3
电子在不同的轨道上 运动时，原子处于不同 的状态．波尔指出，原 子的不同的状态中具有 不同的能量，所以原子 的能量也量子化的.
针对原子的稳定性提出
v
m
r
4
➢能级：量子化的能量值 ➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
Hδ
Hγ
巴尔末 系氢吸 收光谱
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
Hβ
Hα
13
二、玻尔理论对氢光谱的解释
➢解释巴尔末公式 ➢解释氢原子光谱不连续
14
三、玻尔模型的局限性
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
当电子从能量较高的定态轨道 （其能量记为Ｅn）跃迁到能 量较低的定态轨道（能量记为 Ｅm，n>m）时，会放出能量 为hv的光子（h是普朗克常 量），这个光子的能量由前后 两个能级的能量差决定，
即hv＝Ｅn-Ｅm
称为频率条件，又称辐射条件.
v
En Em
7
En
v
Em
针对原子光谱是线状谱提出
原子在始、末 两个能级En和Em （ En>Em ）间跃 迁时发射光子的 频率可以由前后 能级的能量差决 定：
20
2．使原子激发的两种粒子一光子与实物粒子 (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子
的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不 存在激发到n能级时能量有余，而激发到n+1时能量不 足，则可激发到n能级的问题．
(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子) 的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分 地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于 两能级的能量差值(E=En-Ek)，均可使原子发生能级 跃迁．
n(n 1) N
2 22
4. 跃迁与电离的问题 原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光子，其光
子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把 处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给 原子一定的能量．如基态氢原子电离，其电离能为 13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能 被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量 越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大．
hEnEm
8
二、玻尔理论对氢光谱的解释
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．
rn n2r1
氢 原 子
En
1 n2
E1
能
( E 1 13 .6eV )
级
n1,2,3
9
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢
原
子激
的
发 态
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
事 原子光谱是不 实 连续的线定云概念汤 瓜姆 模取孙 型代的西经典的建立学 模 型轨道概卢式念瑟结福构的模核型
所
提出现矛盾
获 得 原子稳定性事实 否定
氢光谱实验
的
卢瑟福的核 式结构模型
出 建科立
?玻尔模型
学出现矛盾
事
假
实 复杂（氦）电原子在某处否单定位体积内出玻现尔的模概型率——电建子立说云
光谱