人教版波尔的原子模型

行
星
轨
道•围绕原子核运动的电子轨道半径只能是
半某些分立的数值。
径•且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定
1
是的，不产生电磁辐射 连
2
3 4
续
的
一、波尔原子模型的三个假设
1，电子轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
2，原子能量量子化
针对原子的稳定性提出
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
基态：能量最低的状态 E （离核最近）
激发态：其他的状态 E E E
v
m r
５ ４ ３
量２ 子 数
１
能级图
ＥＥＥ３４５
激发态
Ｅ２
Ｅ１——基态
vm
r
轨道图
一、波尔原子模型的三个假设
1，电子轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
2，原子能量量子化
针对原子的稳定性提出
3，跃迁条件（频率条件）
针对原子光谱是线状谱提出
察
立
思想：必与须彻底放弃经典概念？ 出科现矛盾
α粒关子键散射：实验用实验电子否定云概念汤 瓜姆 模取孙 型代的西经典的建立轨道学 模 型 概卢式念瑟结福构的模核型
所
出现提矛盾
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
建立 科 玻尔模型 出现学矛盾
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——电建子立云
e
v
F
r + e
认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
e
事
实
e +
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

多学一点： 2、使原子能级跃迁的两种粒子——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。
(2)原子还可吸收实物粒子(如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒 子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于两能级 的能量差值，就可使原子发生能级跃迁。
1.玻尔理论的成功之处:玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域, 提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律。轨道 量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的原子理论之所以成功 的根本原因 2.玻尔理论的局限性:对更复杂的原子发光,玻尔理论却无法解释,它过多 地保留了经典粒子的概念。把电子运动看成是经典力学描述下的轨道运 动。 3.电子云:根据量子观念,核外电子的运动服从统计规律,而没有固定的轨 道,我们只能知道它们在核外某处出现的概率大小,画出来的图像就像云 雾一样,稠密的地方就是电子出现概率大的地方,把它形象地称作电子云。
1、玻尔理论提出的历史背景是怎样的？ 2、玻尔理论要解决什么问题？ 3、玻尔理论是怎样解决所面对的问题的？ 4、玻尔理论的成功和局限分别有哪些？
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五、玻尔理论的成功与局限性： 人教版物理选修3—518.4玻尔的原子模型(共24张PPT)
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更组电 基成子 本部是 的分原 单，子 元是的
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本章知识结构：
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•
1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量 的增长 会受密 度制约

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，把普朗克的量子理论运用到原子 系统上，提出了玻尔理论。
二、玻尔理论的基本假说： 1、定态假设（原子能量量子化）：
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(频率条件)：原子从一种定 态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量 为E终）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
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
甘肃省通渭县第二中学 李树龙
一、玻尔提出原子模型的背景：
卢瑟福的原子核式结构学说
矛盾 经典的电磁理论的矛盾。
电子绕核运动（有加速度） 磁波
辐射电
频率等于绕核运行的ຫໍສະໝຸດ 率能量减少、轨道半径减少频率变化
电子沿螺旋线轨道落入原子核
原子光谱应为连续光谱
原子是不稳定的
实际上是不连续的亮线
原子是稳定的
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。

2．实际上，原子中的电子的坐标没有确定的值。因此，我 们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多 少，而不能把电子的运动看做一个具有确定坐标的质点的轨 道运动。
3．当原子处于不同状态时电子在各处出现的概率是不一样 的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率， 画出图来就像云雾一样，可以形象地把它称做电子云，如图 所示，是氢原子处于n=1的状态时的电子云示意图和氢原子 处于n=2的状态时的电子云示意图
3.关于玻尔的氢原子模型，下列说法正确的是（ B ） A.按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动时向外辐射 电磁波
B.电子只有吸收能量等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁 到高能级
C.一群电子从能量较高的定态轨道跃迁到基态时，只能放出一 种频率的光子
D.玻尔的氢原子模型彻底解决了卢瑟福原子结构模型的缺陷， 原子结构从此不再神秘
7.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入 人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的 光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能 级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要 使氢原子辐射出的光子可被红外测温
仪捕捉，最少应给处于n=2激发态的
氢原子提供的能量为（ C ）
（2）一个处于基态且动能为Ek0的氢原子与另一个处于基态且 静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃
迁到激发态，则Ek0至少为多少？
解：（2）设氢原子质量为m，初速度为v0，氢原子相互作用后 速度分别为v1和v2，相互作用过程中机械能减小量为ΔE
由动量守恒定律得： mv 0 mv1 mv2
A.10.20eV
B.2.89eV
C.2.55eV
D.1.89eV

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，就不会向外辐射能量 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
1
-13.6
分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激 发态的氢原子，结果如何？
电离：
Байду номын сангаас
hv E E n
即： hv E n
n ∞ 5 4 3 2
量子数
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51 -3.4
电离后电子剩余动能为：
E k hv E n hv E n
注意：En为负值
1 -13.6
一个微观粒子能量为12.2eV，与处于基态的氢原 子碰撞，结果如何？
实物粒子使原子跃迁:
E粒子 Em En
n 量子数 ∞ E /eV 0
粒子能量可以全部或部分被吸收
多余的能量是粒子剩余的能量
使原子电离
E粒子 E En 即： E粒子 En
5 4 3 2
原子光谱是 不连续的线状谱
玻尔的原子模型
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。
玻尔
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某 些分立的数值。 •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

2.能量量子化
当电子在不同的轨道上运动时， 原子处于不同的状态。玻尔指出，原 子在不同的状态中具有不同的能量， 因此、原子的能量是量子化的。这些 量子化的能量值叫做能级。
原子中这些具有特定能量的稳定 状态，称为定态。
n 5 4 量3 子2 数
E∞
E5 E4
激
E3 发
态
E2
1
E1
基态（第一能级）
对氢原子
1 2 3
E1 13.6eV
En

E1 n2
3.频率条件
n 5 4 3
2
当电子从能量较高的轨道（能量Em）跃
E∞
迁到能量较低的轨道（能量En，m>n）时，
E5
会放出能量为hν的光子，这个光子的能量
E4
等于前后两个能级的能量差，即：
E3
E2
h Em En
放出
1
E1
反之，当电子吸收光子时会从 较低能级跃迁到较高能级，吸收的 光子同样由频率条件决定。
成功
将量子观念引入原子领城， 提出了定态和跃迁的概念。
不足
把电子的运动看做经典力学 描述下的轨道运动。
实际上，原子中电子的坐标 没有确定的值。因此，我们只能 说某时刻电子在某点附近单位体 积内出现的概率是多少，而不能 把电子的运动看做一个具有确定 坐标的质点的轨道运动。
氢原子电子云示意图
玻尔的氢原子模型
第十八章 原子结构
18.4 玻尔的原子模型
课标解读
1.了解玻尔原子模型及能级的概念； 2.理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系； 3.知道玻尔对氢光谱的解释以及理论的局限性.
一、玻尔的原子模型
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年丹 麦的物理学家玻尔接受普朗克和爱因斯坦的量子 化思想．并将原子结构与光谱联系起来,提出了 量子化的原子模型．

3
1911年，玻尔获得哲学博士学位，学位论 文关于金属中的电子论.1912年去曼彻斯特跟随 卢瑟福研究.玻尔坚信卢瑟福的核式结构模型符 合客观事实，但也清醒意识到卢瑟福模型存在 的问题——原子稳定性.
玻尔认为，要解决原子的稳定性问题， “只有量子假说是摆脱困难的唯一出路”.玻尔 首先将原子现象和原子核现象区分开来，认识 到元素的化学和物理性质只取决于核外电子.
玻尔理论还很不完善，电子的运动不 可能像玻尔假设的那样简单.玻尔理论没有 完全揭示微观粒子运动规律，是“普朗克的 量子观念与经典力学的混合”产物.
24
1925-1926年建立的量子力学是玻尔量 子论的发展，众多物理学家共同完成量子大 厦的建立.量子力学准确地描述微观粒子遵 循的规律，量子力学的预言一一被实验证实.
4
原子光谱对玻尔创立原子结构具有重 要作用，然而最初玻尔没有意识到这一点.
玻尔曾这样说道： “人们总以为[光谱是]神奇的，但在 那儿不可能取得进步.这就彷佛你有蝴蝶的 翅膀，那么其色彩等等当然是非常有规律的， 但是没有人想到能从蝴蝶翅膀的颜色推出生 物学的基础”
5
1913年初，玻尔的好友、光谱学家汉 森(H.M.Hansen,1886-1956)拜访玻尔，询问 原子结构和光谱学中的谱线有何关系.玻尔 不熟悉光谱学，认为光谱学太复杂，光谱就 像蝴蝶翅膀上的颜色那样有趣而难懂，不可 能从原子结构的基础上作出解释.
8
一、玻尔原子理论的基本假设
轨道量子化与定态假设
电子轨道是量子化的，只能取一些特 定值.电子处于不同的轨道，原子处于不同 的状态(称为稳定态).电子在各轨道绕核做 圆周运动，不辐射电磁波.
电子轨道量子化取值导致原子的能量 取一些分立值，称为原子的能级.能量最低 的态称为基态，其他称为激发态.

1. 从高能级向低能级跃迁 发射光子：以光子形式辐射出去（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 能量仍为实物粒子动能。
n=3
巴
耳
n=2
末
系
-1.51 eV -3.40 eV
n=1
-13.6 eV
1
巴尔末公式：
1 R( 22
1 n2
) n
3，4,
5,
L
R=1.10 107m1
Hα
Hβ
Hγ
Hδ
H
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
1
1 R( 22
1 n2
)
n 3，4, 5, L
R=1.10 107m1
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年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说 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。
假说1：轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
围绕原子核运动的电子
轨道半径只能是某些分立的
C. D.
ν被1 =氢ν原2+子ν3吸收的光子的能量为
hν1+
hν2+
hν3
2200
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非2、最困难的事情就是认识自己。——希腊3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来5、阅读使人充实，会谈 使人敏捷，写作使人精确。——培根6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎7、自知之明是最难得的知识。——西班牙8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加9、有时候 读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。— —爱尔兰13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利16、 业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云19、自己活着，就是为 了使别人过得更美好。——雷锋20、要掌握书，莫被书掌握;要为生而读，莫为读而生。——布尔沃21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根22、业精于勤，荒于嬉;行 成于思，毁于随。——韩愈23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯 基26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗28、知之者不如 好之者，好之者不如乐之者。——孔子29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华31、只有永远躺在泥坑里的人， 才不会再掉进坑里。——黑格尔32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德33、希望是人生的乳母。——科策布34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若35、学到很多东 西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉 罕·林39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹42、只有 在人群中间，才能认识自己。——德国43、重复别人所说的话，只需要教育;而要挑战别人所说的话，则需要头脑。——玛丽·佩蒂博恩·普尔44、卓越的人一大优点是:在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝 多芬45、自己的饭量自己知道。——苏46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的 伟大智者。——史美尔49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游52、生命不等于是呼吸，生 命是活动。——卢梭53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生54、唯书籍不朽。——乔特55、为中华之崛起而读书。——周恩来56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生 活的源泉。——库法耶夫57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。——吕凯特58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。——朱熹59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自 己的无知。——笛卡儿60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。——左拉61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoChanel62、少而好学，如日出之阳;壮而好学，如日中之光;志而好 学，如炳烛之光。——刘向63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。——孔丘64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。——海贝尔65、接受挑战，就可以享受胜利的喜 悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿66、节制使快乐增加并使享受加强。——德谟克利特67、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。——裴斯泰洛齐68、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之 间。——歌德69、懒人无法享受休息之乐。——拉布克70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德72、家庭成为快乐的 种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原75、内外相应，言行相 称。——韩非76、你热爱生命吗?那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。——富兰克林77、坚强的信心，能使平凡的人做出惊人的事业。——马尔顿78、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。— —笛卡儿79、读书有三到，谓心到，眼到，口到。——朱熹80、读书之法，在循序而渐进，熟读而精思。——朱熹81、对一个人来说，所期望的不是别的，而仅仅是他能全力以赴和献身于一种美好事业。— —爱因斯坦82、敢于浪费哪怕一个钟头时间的人，说明他还不懂得珍惜生命的全部价值。——达尔文83、感激每一个新的挑战，因为它会锻造你的意志和品格。——佚名84、共同的事业，共同的斗争，可以 使人们产生忍受一切的力量。 ——奥斯特洛夫斯基85、古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼86、故立志者，为学之心也;为学者，立志之事也。——王阳明87、读一本好书，就 如同和一个高尚的人在交谈。——歌德88、过去一切时代的精华尽在书中。——卡莱尔89、好的书籍是最贵重的珍宝。——别林斯基90、读书是易事，思索是难事，但两者缺一，便全无用处。——富兰克林 91、读书是在别人思想的帮助下，建立起自己的思想。——鲁巴金92、合理安排时间，就等于节约时间。——培根93、你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。——屠格涅夫94、抛弃时间的人，时 间也抛弃他。——莎士比亚95、普通人只想到如何度过时间，有才能的人设法利用时间。——叔本华96、读书破万卷，下笔如有神。——杜甫97、取得成就时坚持不懈，要比遭到失败时顽强不屈更重要。— —拉罗什夫科98、人的一生是短的，但如果卑劣地过这一生，就太长了。——莎士比亚