高中玻尔的原子模型
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当电子从高能级跃迁到低能级时级时,原子会辐射能量;当电子从低能级跃迁到高能级时,原子要吸收能量.由于电子的能级是不连续的,所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是任意的,这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差.能量差值不同,发射的光频率也不同,我们就能观察到不同颜色的光.
一、对玻尔原子模型的理解
1.氢原子的能量
(1)轨道与能量:对氢原子而言,核外的一个电子绕核运行时,若半径不同,则对应着的原子能量也不同.轨道是不连续的,能量也是不连续的,即能量量子化.
(2)负能量:若使原子电离,外界必须对原子做功输入能量,使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚,所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高.我们把原子电离后的能量记为0,即选取电子离核无穷远处即电子和原子核间无作用力时氢原子的能量为零,则其他状态下的能量值均为负值.
因此有E1=-13.6eV,En= E1/n2
这里E1和En是指电子的总能量,即电子动能与电势能的和.
2.卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的相同点与不同点.
(1)相同点
①原子有带正电的核,原子质量几乎全部集中在核上.
②带负电的电子在核外运转.
(2)不同点
卢瑟福模型:库仑力提供向力心,r的取值是连续的.
玻尔模型:轨道r是分立的、量子化的,原子能量也是量子化的.
二、氢原子的辐射
1.能级的跃迁
根据玻尔模型,原子只能处于一系列的不连续的能量状态中。这些状态分基态和激发态两种,其中原子在基态时是稳定的,原子在激发态时是不稳定的,当原子处于激发态时会自发地向较低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态.
所以处于能量较高激发态的一群氢原子,自发地向低能级跃迁时,发射光子的频率数满足2)1(2nncn.
2.光子的发射
原子能级跃迁时以光子的形式放出能量,原子在始末两个能级Em和En(m>n)间跃迁时发射光子的频率可由下式表示:nmEEh
高考学习网-中国最大高考学习网站 | 我们负责传递知识! 09春学期高二物理学科(选修)教学案
班级: 姓名:
课题:18.4 玻尔的原子模型
三维教学目标
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。
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。
教学过程:
(一)引入新课
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?
(3)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。
(二)进行新课
一、玻尔的原子理论的基本假设
1、轨道量子化与定态
(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 。(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) 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态的 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 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)
原子的能量是 ,这些 的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为 。能量 的状态叫做基态。其他状态叫做
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。
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