1 平和正兴学校高中部2010－2011学年下学期
高二年级 物理备课组教案 主备人： 魏恩泽
教师 授课时间 2011年 月 日 课时 1
课题 2.3波尔的原子模型 课型 新授课
教学目的 1、知识与技能
（1）了解玻尔原子理论的主要内容；
（2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
2、过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。
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 玻尔原子理论的基本假设。
难点 玻尔理论对氢光谱的解释。
步骤 教学内容 二次备课（手写）
周复习上节内容3分钟 提问：
（1）α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？
新课导入
2分钟 【问题】卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾？
为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
课堂预习检查
8分钟 检测《三维设计》P916填空部分
课程讲授
15分钟 1、玻尔的原子理论
（1）能级（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。（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，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定 2 态的能量差决定，即nmEEh（h为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
（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不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）
2、玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：
轨道半径：12rnrn n=1，2，3„„
答案第1页，总9页 高考物理专题复习：氢原子光谱和波尔的原子模型
一、单选题
1．氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=3能级的激发态，则下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子只可能辐射1种频率的光子
B．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级，辐射光子的波长最长
C．这群氢原子辐射光子的最小能量为1.89eV
D．处于n=3能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
2．大量处于3n激发态的氢原子跃迁到n=1基态过程中，下面说法正确的是（ ）。
A．可能放出能量为13.6eV的光子 B．可能检测到4种频率不同的光子
C．核外电子的电势能一定减少 D．核外电子的动能一定减少
3．处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是（ ）
A．Ep增大、Ek减小，E减小 B．Ep减小、Ek增大，E减小
C．Ep增大、Ek增大，E增大 D．Ep减小、Ek增大，E不变
4．用频率为0ν的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为答案第2页，总9页 1、2和3的三条谱线，且321，则（ ）
A． 01 B． 321
C． 0123 D．
123111
5．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=3能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出几种不同频率的光波。（ ）
A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
6．如图，大量处于4n能级的氢原子向低能级跃迁辐射出光子，已知可见光光子能量在1.64eV~3.19eV范围内，则氢原子在向低能级跃迁的过程中，放出几种频率的可见光（ ）
4 玻尔的原子模型
教学目标
（一）知识与技能
1.了解玻尔原子理论的主要内容。
2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
3.能用波尔原子理论简单解释氢原子模型
（二）过程与方法
了解玻尔的原子结构理论及产生的背景依据"体会探索性发现符合“实践、认识、再实践、再认识”的规律；通过对玻尔理论的学习，会用它来解释氢光谱。
（三）情感、态度与价值观
培养学生尊重事实、敢于质疑、大胆想象、严谨认真的科学态度和科学精神，提高学生的思维创新能力。
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。
教学用具
投影片，多媒体辅助教学设备
课时安排 1 课时
教学过程
（一）引入新课
1.α粒子散射实验的现象是什么？
（1）绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进. （2）少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800，好像是被金箔弹了回来。
2.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了何种原子结构模型？
核式结构模型：:原子中存在一个带正电的、体积很小的核,叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中于原子核,电子在核外绕核高速旋转。
3.按照卢瑟福原子结构模型，电子在原子核外绕原子核做圆周运动，根据经典电磁理论出现什么问题？
（1）原子将是不稳定，电子最终将坠落于原子核，原子处在”坍塌“状态；但事实上，原子是个很稳定的系统。
（2）原子发射的电磁波的频率是连续的，即原子的光谱应该是连续的；而实际上原子的光谱是分立的线状谱。
卢瑟福的原子模型和经典电磁理论之间，存在着矛盾，这说明经典电磁理论不适用于原子结构。
为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
（二）进行新课
1.玻尔的原子理论
轨道假设：电子围绕原子核运动的轨道不是任意的，而只能是一系列分立的、特定的轨道，即电子的可能轨道是不连续的，这种现象叫做轨道量子化。
原子结构玻尔模型的介绍
原子结构是物质世界的基础，对于理解原子的组成和性质具有重要意义。玻尔模型是对原子结构的一个简化描述，它通过引入能级和电子轨道的概念，解释了电子在原子内部运动的方式。
一、玻尔模型的提出
1920年，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了他的原子结构模型，也被称为玻尔模型或波尔模型。他基于当时最新的实验结果和量子理论的发展，提出了一种描述原子结构的简化模型。
玻尔模型的核心思想是：电子围绕原子核运动，在一系列离散的能级上，跳跃着不同的电子轨道。
二、玻尔模型的假设
玻尔模型所基于的几个假设是：
1. 电子在原子内部运动的能级是量子化的，即只能取离散的特定数值。
2. 电子只能在特定的电子轨道上运动，每个电子轨道对应一个特定的能级。
3. 电子在电子轨道上的运动是稳定的，不会发出或吸收能量。
4. 电子在电子轨道上的运动速度足够高，以至于电子轨道被看作是一个连续的环。 以上假设虽然在某些情况下存在局限性，但它为理解原子结构的基本特征和性质提供了一个起点。
三、玻尔模型的基本原理
根据玻尔模型，原子结构包括了原子核和电子轨道。原子核位于原子的中心，带有正电荷，质量远大于电子。电子以高速围绕原子核运动，并通过跳跃不同的电子轨道来保持稳定。
玻尔模型将原子结构分为了不同的能级，每个能级对应一个电子轨道。能级的编号由1开始，越往外编号越大，能级之间的能量差距逐渐增大。
根据电子在不同能级之间的跃迁，原子会吸收或释放特定频率的光子。当电子从低能级跃迁到高能级时，原子吸收能量，并发射辐射出特定波长的光。反之，当电子从高能级跃迁到低能级时，原子放出能量，并吸收特定波长的光。
四、玻尔模型的应用和局限性
玻尔模型的提出对原子结构的理解产生了重大影响。它为后续的原子理论奠定了基础，并为解释原子光谱等现象提供了重要线索。
然而，玻尔模型也存在一些局限性。首先，它只适用于轻原子，对于重原子来说，电子轨道变得复杂，无法用简单的几个能级来描述。其次，玻尔模型无法解释索末菲效应等涉及到电子自旋的现象。因此，随着量子力学的发展，玻尔模型逐渐被更为精确的描述原子结构的理论所取代。 总结起来，玻尔模型是对原子结构的一个简化描述，通过引入能级和电子轨道的概念，解释了电子在原子内部运动的方式。它是理解原子结构和性质的重要起点，为后续的原子理论提供了基础。然而，玻尔模型也存在一定的局限性，在某些情况下无法提供准确的描述。随着量子力学的发展，我们能够更深入地理解原子结构的本质。
