《玻爾的原子模型》2017.5.4

1、1,湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,湯姆孫的西瓜模型,α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,回顧科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史,原子不可割,湯姆孫的西瓜模型,原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn),盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,出現(xiàn)矛盾,出現(xiàn)矛盾,?,2,,盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)與經(jīng)典電磁理論的矛盾(一),,,原子是穩(wěn)定的,電子繞核運(yùn)動(dòng)將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定．,,,,經(jīng)典理論認(rèn)為,事實(shí),,3,,盧瑟福的核式結(jié)

2、構(gòu)學(xué)說(shuō)與經(jīng)典電磁理論的矛盾(二),,,由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于繞核運(yùn)動(dòng)的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜,,,,經(jīng)典理論認(rèn)為,事實(shí),原子光譜是不連續(xù)的線狀譜,,4,人民教育出版社《物理》選修3－5,18.4 玻爾的原子模型,5,一、玻爾原子理論的基本假設(shè),（三個(gè)重要假設(shè)）,假說(shuō)1:軌道量子化,針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出,圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，

3、不產(chǎn)生電磁輻射,,6,一、玻爾原子理論的基本假設(shè),,原子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)．波爾指出，原子的不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的,（三個(gè)重要假設(shè)）,假說(shuō)2:能量量子化,,如何理解原子的能量？,7,能級(jí)：量子化的能量值,定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),一、玻爾原子理論的基本假設(shè),（三個(gè)重要假設(shè)）,假說(shuō)2:能量量子化,能級(jí)圖,軌道圖,1,2,3,8,,基態(tài),激發(fā)態(tài),躍遷,吸收光子,,（電子所受庫(kù)侖

4、力做正功減小電勢(shì)能，原子的能量減少）,輻射光子,,光子的發(fā)射和吸收,9,,玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫(kù)侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量．,,氫原子能級(jí),二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋,10,學(xué)以致用,11,,,若大量氫原子處于主量子數(shù) 的激發(fā)態(tài),,會(huì)輻射幾種頻率的光；,在哪兩個(gè)能級(jí)之間躍遷？,最短波長(zhǎng)光的頻率是多少？,n,5,其中波長(zhǎng)最短的光是,[例1],12,練習(xí)：對(duì)玻爾理論的下列說(shuō)法中，正確的

5、是（ ） A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對(duì)原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè) B、對(duì)經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波”的觀點(diǎn)表示贊同 C、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系 D、玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來(lái)的,ACD,學(xué)以致用,3、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說(shuō)法中正確的是（

6、 ）A、電子軌道半徑越大 B、核外電子的速率越大C、氫原子能級(jí)的能量越大 D、核外電子的電勢(shì)能越大,4、根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑（ ）A、可以取任意值 B、可以在某一范圍內(nèi)取任意值C、可以取一系列不連續(xù)的任意值D、是一系列不連續(xù)的特定值,D,ACD,5、按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上

7、，已知ra>rb，則在此過(guò)程中（ ） A、原子要發(fā)出一系列頻率的光子 B、原子要吸收一系列頻率的光子 C、原子要發(fā)出某一頻率的光子 D、原子要吸收某一頻率的光子,C,7．處于基態(tài)的氫原子在某單色光照射下，只能發(fā)出頻率分別為ν1、ν2、ν3的三種光，且ν1＜ν2＜ν3，則該照射光的光子能量為 ( )A．hν1

8、 B．hν2C．hν3 D．h(ν1＋ν2＋ν3),15,氫原子能級(jí)如圖所示，一群原處于n＝4 能級(jí)的 氫原子回到n ＝1的狀態(tài)過(guò)程中（ ）A．放出三種頻率不同的光子B．放出六種頻率不同的光子C．放出的光子的最大能量為其12 . 75ev ，最小能量是0

9、.66eV D．放出的光能夠使逸出功為13 . 0eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng),16,玻爾理論成功的解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律、并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問(wèn)題，但是也有它的局限性．,,在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念,,,同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律,除了氫原子光譜外，在解決其他問(wèn)題上遇到了很大的困難．,,,三、玻爾模型的局限性,氦原子光譜,量子化條件的引進(jìn)沒(méi)有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉尅?17,湯姆孫發(fā)現(xiàn)電

10、子,湯姆孫的西瓜模型,α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,原子不可割,湯姆孫的西瓜模型,原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn),,盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,出現(xiàn)矛盾,出現(xiàn)矛盾,?,玻爾模型,復(fù)雜（氦）原子光譜,量子力學(xué)理論,玻爾模型,觀察與實(shí)驗(yàn)所獲得的事實(shí),出現(xiàn)矛盾,建 立 科 學(xué)模型提出科學(xué)假說(shuō),拓展與提高,,怎樣修改玻爾模型？,思想：必須徹底放棄經(jīng)典概念？,關(guān)鍵：用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念,電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概