高中物理 第十八章 第4节 玻尔的原子模型课件 新人教版选修35.ppt

第十八章 第4节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 要点一 要点二 1 知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容 2 了解能级 跃迁 能量量子化以及基态 激发态等概念 会用h em en进行简单计算 3 会用玻尔的原子理论解释氢原子光谱 4 了解玻尔原子模型的不足之处及其原因 1 玻尔原子理论的基本假设 1 轨道量子化 原子中的电子在力的作用下 绕做圆周运动 电子绕核运动的轨道是的 电子在这些轨道上绕核的转动是的 不产生 库仑 原子核 量子化 稳定 电磁辐射 2 定态 能量量子化 电子在不同轨道上运动时 原子处于不同的状态 具有能量 能级 原子的量子化的 定态 原子中具有的稳定状态 基态 能量的状态 激发态 除之外的其他状态 不同的 能量值 确定能量 最低 基态 3 跃迁 当电子从能量较的定态轨道 其能量记为em 跃迁到能量较的定态轨道 能量记为en m n 时 会放出能量为的光子 h是普朗克常量 这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定 即 em en 此式称为条件 又称为条件 关键一点 氢原子从高能级向低能级跃迁时 并不是氢原子的能级越高 释放的光子能量越大 而是由两定态的能级差决定 高 低 h h 频率 辐射 2 玻尔理论对氢光谱的解释 1 解释巴耳末公式 按照玻尔理论 从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为h em en 巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后的的量子数n和2 并且理论上的计算和实验测量的r的值符合得很好 同样 玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系 定态轨道 里德伯常量 2 解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后 由于原子的能级是的 所以放出的光子的能量也是的 因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线 关键一点 不同元素的原子具有不同的特征谱线是因为不同的原子具有不同的结构和能级 辐射光子的频率也不相同 两个能级之差 分立 分立 3 玻尔理论的局限性 1 玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将引入原子领域 提出了和的概念 成功解释了光谱的实验规律 2 玻尔理论的局限性 过多地保留了经典理论 即保留经典粒子的观念 把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动 量子观念 定态 跃迁 氢原子 3 电子云 原子中的电子没有确定的值 我们只能描述电子在某个位置出现的多少 把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时 这种图象就像云雾一样分布在原子核周围 故称 关键一点 在原子内部 电子绕核运动并没有确定的轨道 只是当原子处于不同的定态时 电子出现在rn n2r1处的概率大 坐标 概率 电子云 1 根据玻尔的原子理论 原子中电子绕核的半径 a 可以取任意值b 可在某一范围内任意取值c 可以取一系列不连续的任意值d 是一系列不连续的特定值解析 根据玻尔原子理论中轨道量子化的知识可知 原子中电子绕核的半径只能是一系列不连续的特定值 故答案选d 答案 d 2 原子的能量量子化现象是指 a 原子的能量是不可以改变的b 原子的能量与电子的轨道无关c 原子的能量状态是不连续的d 原子具有分立的能级解析 根据玻尔理论 原子处于一系列不连续的能量状态中 这些能量值称为能级 原子不同的能量状态对应不同的轨道 故c d选项正确 答案 cd 3 有关氢原子光谱的说法正确的是 a 氢原子的发射光谱是连续谱b 氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光c 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的d 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关解析 氢原子的发射光谱是线状谱 故选项a错误 氢原子光谱说明 氢原子只能发出特定频率的光 氢原子能级是分立的 故选项b c正确 由玻尔理论知氢原子发射出的光子能量由前 后两个能级的能量差决定 即h em en 故选项d错误 答案 bc 4 对玻尔理论的评论和议论 正确的是 a 玻尔理论的成功 说明经典电磁理论不适用于原子系统 也说明了电磁理论不适用于电子运动b 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律 为量子力学的建立奠定了基础c 玻尔理论的成功之处是引入量子观念d 玻尔理论的成功之处 是它保留了经典理论中的一些观点 如电子轨道的概念解析 玻尔理论的成功之处在于引入了量子观念 失败之处在于过多地保留了经典理论 故选bc 答案 bc 1 轨道量子化 1 含义 轨道半径只能够是一些不连续的 某些分立的数值 2 轨道半径公式 rn n2r1 n 1 2 3 其中r1 0 053nm 将n 2 3 代入公式即可分别得到r2 0 212nm r3 0 477nm 不可能出现介于这些轨道之间的其他值 2 能量量子化 1 含义 与轨道量子化对应的能量不连续的现象 2 对定态的理解 电子在可能轨道上运动时 尽管是变速运动 但它并不释放能量 原子处于稳定状态 图18 4 1 名师点睛 1 处于基态的原子是稳定的 而处于激发态的原子是不稳定的 2 原子的能量与电子的轨道半径相对应 轨道半径大 原子的能量大 轨道半径小 原子的能量小 1 2012 昆明期中 氢原子辐射出一个光子后 根据玻尔理论 下述说法中正确的是 a 电子绕核旋转的半径增大b 氢原子的能量增大c 氢原子的电势能增大d 氢原子核外电子的速率增大 思路点拨 明确各能级的能量关系 利用圆周运动的特点及能量守恒定律进行分析 答案 d 1 激发原子的两种粒子 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 不存在激发到n能级时能量有余 而激发到n 1时能量不足 则可激发到n能级的问题 2 原子还可吸收外来实物粒子 例如自由电子 的能量而被激发 由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收 所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值 e em en 就可使原子发生能级跃迁 3 原子跃迁时需注意的几个问题 1 注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子 这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上 在某段时间内 由某一轨道跃迁到另一个轨道时 可能的情况只有一种 但是如果容器中盛有大量的氢原子 这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现 2 注意直接跃迁与间接跃迁 原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时 有时可能是直接跃迁 有时可能是间接跃迁 两种情况辐射 或吸收 光子的频率不同 2 2012 重庆高考 如图18 4 2为氢原子能级示意图的一部分 则氢原子 a 从n 4