1 第4节 玻尔的原子模型
2014年5月9日星期五 主讲：方树君
教学内容
高二物理选修3-5第十八章第四节《玻尔的原子模型》
三维目标
1．知识与技能
（1）了解玻尔原子结构假说的主要内容。知道轨道量子化、能级、能量量子化以及基态、激发态的概念；知道原子跃迁的频率条件。
（2）了解玻尔理论对氢光谱的解释。
（3）了解玻尔模型的局限性。
2．过程与方法
学生通过对玻尔理论的学习，探索经典物理学无法解释的两个问题的答案。
3．情感、态度与价值观
培养学生对科学的探究精神，让学生养成敢于提出问题，勇于探索答案的科学习惯。
教学重点
玻尔的原子结构假说的两个内容：
（1）轨道量子化与定态；
（2）频率条件。
教学难点
1．原子的能量包括哪些；原子能量、动能、势能的变化。
2．玻尔理论对氢光谱的解释。
教学方法
教师引导、讲解，学生讨论、交流。
教学过程
一、引入
汤姆孙发现电子：原子是可分割的―→汤姆孙的“西瓜模型”或“枣糕模型” ―→卢瑟福α粒子散射实验：否定了汤姆孙的原子模型―→提出原子核式结构模型―→经典物理学无法解释：① 原子的稳定结构；② 原子光谱的分立特征。
二、玻尔原子结构假说的内容
1．轨道量子化与定态
（1）电子的轨道是量子化的，必须满足：12rnrn（n=1，2，3……）
电子在这些轨道上绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射，所以原子是稳定的。电子的轨道半径只可能取某些分立的数值。如氢原子：r1=0.053nm，r2=0.212nm，r3=0.477nm ……轨 2 道半径不可能介于这些数值中间的某个值。
请举例说明物体的位置可以是不连续的？
①人在楼梯走动时脚停留的位置；
②棋盘上棋子的摆放位置。
电子绕核运动轨道与卫星的运动轨道是不一样的。卫星绕地球转动的轨道半径可按需要去任意值，轨道半径是连续的。
（2）定态
在不同轨道上运动，原子的状态是不同的，原子有不同的能量。轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，满足：121EnEn（n=1，2，3……）
玻尔的原子模型导学案
【新课标学习要求】
1、了解原子的能级结构，了解原子能级的量子化。
2、了解微观世界中的量子化现象。
【自主学习】
一、玻尔原子理论的基本假设
1、玻尔理论的建立背景和观点：（1）经典理论的困难：电子绕原子核做圆周运动辐射能量，最终栽入_______，原子寿命很短，但事实并非如此。随着电子绕核运转的能量越来_______，转动频率越来_______，辐射的能量（发光）频率应_______。但线状谱的存在无法解释。
2、玻尔的观点：玻尔接受普朗克的黑体辐射的_______和爱因斯坦的_______，将能量取_______的观念应用到原子系统。
3、玻尔原子结构假说：（1）轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_______，电子绕原子核运转的半径不是_______，半径的大小符合_______时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_______，不产生_______。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_______，原子的能量也是_______的。（2）几个基本概念：_______的能量值叫做能级。原子具有_______的稳定状态叫定态。能量_______的状态叫做基态。除_______之外的其他状态叫做激发态。（3）频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En）时会辐射出能量为hν的光子。hν=_______，又称为辐射条件。
二、玻尔原子理论的成功和局限性
1、成功方面：（1）运用经典理论和_______确定了氢原子的各个定态的能量，并由此画出其能级图。（2）处于激发态的氢原子向_______跃迁辐射出_______，辐射光子的能量与实际符合得很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是_______的。（3）导出了巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
课时： 年 月 日 星期 NO:
课题 玻尔的原子模型 课型 新授
教学目标 1. 知识与技能：了解玻尔原子理论的主要内容
2. 过程与方法：学生看书查资料，总结知识点
3. 情感态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神
重点 了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念 教(学)具.资料
难点 玻尔原子理论的应用
投影仪
关键 实验现象及解释
学情
分析 培养学生对科学的探究精神，养成独立自主勇于创新的精神
教 学 内 容 主导调控
主体活动 时间
课前提问：①α粒子散射实验的现象是什么？
②原子核式结构学说的内容是什么？
③卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾？
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比较正确的图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾……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，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。
一．玻尔原子理论的基本假设：
1.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，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。
2.跃迁假设：原子从一种定态（设能量为Em初）跃迁到另一种定态(设能量为En，Em>En)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 v= Em －En.
3.量子化假设: 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。 n=1,2,3……
二．能级：原子各定态的能量值叫做能级(E=Ek+Ep)
第 1 页 共 4 页 课题 选修3-5 第二章§2.3《玻尔的原子模型》（B） 编号 25
课型 新授课 时间 4月12日 编写 史玉林、赵书田 审核 赵树恩
【学习目标】
1.能说出玻尔原子理论的主要内容；
2.能说出能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
【学习重点】玻尔原子理论的主要内容
【学习难点】原子能级跃迁规律 导学笔记
【知识回顾】
1.α粒子散射实验的现象是什么？
2.卢瑟福原子核式结构模型的内容是什么？
【自学过程】
自学一：阅读下列问题，自学教材P32第一部分“玻尔原子模型”，自学完成后完善知识点梳理。
1.卢瑟福的核式结构模型与经典电磁场理论的矛盾表现在哪些方面？
2.玻尔原子理论的内容是什么？提出了哪三条假设？
知识梳理一：玻尔的原子理论
（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列 的能量状态中，在这些状态中原子是
的，电子虽然绕核运动，但并不向外 。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）
（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它_____________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nmEEh（h为普朗克常量）
（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是 的。
自学二：继续阅读下列问题，自学教材P33第二部分“氢原子的能级结构”，自学完成后完善知识点梳理。
1.什么叫做能级？
2.氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径公式是什么？
3.什么叫做基态、激发态？
4.原子在能级间跃迁时何种情况下向外辐射能量？何种情况下要吸收能量？
知识梳理二：氢原子的能级结构
