河北省唐山市开滦第二中学高中物理 18.4 波尔的原子模型导学案 新人教版选修35.doc

河北省唐山市开滦第二中学高中物理 18.4 波尔的原子模型导学案 新人教版选修3-5【学习目标】1.知道玻尔原子理论的基本假设2知道能级、能级跃迁，会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量 3知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性【重点难点】1.玻尔原子理论的基本假设2会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量【学习内容】课前自学一、玻尔原子理论的基本假设1轨道量子化围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些_、_数值，这种现象叫做轨道量子化 2能量量子化(1)定态：电子在不同的轨道对应不同的_，在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外_，在这些状态中原子是_(2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的_，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是_，_实验充分说明了这一点 (3)能级：把量子化的_称为能级，其中能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做_处于_的原子最稳定 3跃迁条件(1)跃迁：当电子由能量较高(较低)的定态轨道跳到能量较低(较高)的定态轨道的过程(2)电磁辐射：当电子在不同的定态轨道间跃迁时就会放出或吸收一定频率的_，光子的能量值为：h_ (其中h是普朗克常量，是光子的频率，em是高能级能量，en是低能级能量)4几个基本概念(1)量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_，各状态的标号1,2,3,4，叫做_，一般用n表示 (2)基态：原子能量_的状态(3)激发态：原子能量较_的状态(相对于基态)(4)电离：原子丢失_的过程二、玻尔理论对氢光谱的解释原子从较高的能态向低能态跃迁时，放出光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线 三、玻尔模型的局限性1玻尔理论的成功之处玻尔理论第一次将_观念引入原子领域提出了定态和_的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律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 核心知识探究一、玻尔氢原子理论1轨道量子化围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化，例如：r10.053 nm，r20.212 nm，r30.477 nm，即rnn2r1，n1,2,3，2定态及原子能量量子化不同的电子轨道对应着不同的原子状态，在这些状态中不向外辐射能量，这就是定态原子在不同的定态中具有不同的能量，能量是量子化的例如：e113.6 ev，e23.4 ev，e31.51 ev，即en，n1,2,3.3原子的能级跃迁原子从一个定态跃迁到另一个定态，它辐射或吸收一定频率的光子，即hemen，从高能级向低能级跃迁时辐射能量，反之吸收能量，辐射或吸收的能量为两能级的能级差二、原子跃迁注意的几个问题1跃迁与电离跃迁是指原子从一个定态到另一个定态的变化过程，而电离则是指原子核外的电子获得一定能量挣脱原子核的束缚成为自由电子的过程2原子跃迁条件与规律原子的跃迁条件he初e终适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，以下两种情况则不受此条件限制 (1)光子和原子作用而使原子电离的情况原子一旦电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论如基态氢原子的电离能为13.6 ev，只要大于或等于13.6 ev的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大 (2)实物粒子和原子作用而使原子激发的情况当实物粒子和原子相碰时，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动能大于或等于原子某两定态能量之差，均可以使原子受激发而向较高能级跃迁，但原子所吸收的能量仍不是任意的，一定等于原子发生跃迁的两个能级间的能量差 3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下辐射(或吸收)光子的频率可能不同 4一个原子和一群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了即：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱条数为nc，而一个氢原子处于量子数为n的激发态上时，最多可辐射出n1条光谱线5跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能ep减小，电子动能增大，原子能量减小向外辐射能量反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大，从外界吸收能量【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1.玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有()a原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量b原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的c电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 d电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率2氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是() a氢原子的能量增加b氢原子的能量减少c氢原子要吸收一定频率的光子d氢原子要放出一定频率的光子3仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()a氢原子只有几个能级b氢原子只能发出平行光c氢原子有时发光，有时不发光d氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的4根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指()a电子的动能b电子的电势能c电子的电势能与动能之和d电子的动能、电势能和原子核能之和5氢原子辐射出一个光子后()a电子绕核旋转半径增大b电子的动能增大c氢原子的电势能增大d原子的能级增大6.根据玻尔理论解释的氢原子模型，量子数n越大，则( )a.电子运动轨道半径越大b.核外电子绕行速率越大c.氢原子定态能量越大d.原子的电势能越大7氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是( )a动能变大，势能变小，总能量变小b动能变小，势能变大，总能量变大c动能变大，势能变大，总能量变大d动能变小，势能变小，总能量变小8下列叙述中，哪些符合玻尔理论( )a电子可能轨道的分布是不连续的b电子从一条轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或