高中物理 第二章 原子结构 4 玻尔的原子模型 能级课件 教科版选修35.ppt

4玻尔的原子模型能级 目标定位 1 知道玻尔原子理论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 3 能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型 一 玻尔的原子结构理论1 定态 电子围绕原子核运动的轨道不是 的 而是一系列 轨道 当电子在这些轨道上运动时 原子是稳定的 不向外辐射能量 也不吸收能量 这些状态称为 2 跃迁 原子处在定态的能量用en表示 此时电子以rn的轨道半径绕核运动 n称为 当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时 才 一个光子 光子的能量h 式中en和em分别是原子的高能级和低能级 任意 分立的 特定的 定态 量子数 发射或吸收 en em 二 氢原子的轨道半径和能级1 轨道半径 原子的不同能量状态对应于电子不同的运行 原子的定态是 的 因而电子的可能轨道也是 的 轨道的半径 对于氢原子r1 0 53 10 10m 2 能级 在玻尔模型中 原子的可能状态是不连续的 对应的能量也是不连续的 即原子的能量是 的 这些量子化的能量值叫做 基态 能量最低的状态叫做 激发态 除基态之外的其他能量状态叫做 轨道 不连续 不连续 rn n2r1 量子化 能级 基态 激发态 3 氢原子的能级氢原子的基态能量e1 ev 其他各激发态的能量为e2 ev e3 ev 13 6 3 4 1 51 4 能级图氢原子的能级图如图2 4 1所示 图2 4 1 注意 1 原子的能量包括 原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能 2 原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量 而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量 吸收或放出能量 这个能量值不是任意的 而是两个能级间的能量差 3 n 1对应于基态 n 对应于原子的电离 一 对玻尔理论的理解1 轨道量子化 1 轨道半径只能够是一些不连续的 某些分立的数值 2 氢原子的电子最小轨道半径为r1 0 053nm 其余轨道半径满足rn n2r1 式中n称为量子数 对应不同的轨道 只能取正整数 2 能量量子化 1 不同轨道对应不同的状态 在这些状态中 尽管电子做变速运动 却不辐射能量 因此这些状态是稳定的 原子在不同状态有不同的能量 所以原子的能量也是量子化的 2 基态 原子最低的能量状态称为基态 对应的电子在离核最近的轨道上运动 氢原子基态能量e1 13 6ev 3 跃迁 例1 2014 广州高二检测 按照玻尔原子理论 下列表述正确的是 a 核外电子运动轨道半径可取任意值b 氢原子中的电子离原子核越远 氢原子的能量越大c 电子跃迁时 辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定 即h em en d 氢原子从激发态向基态跃迁的过程 可能辐射能量 也可能吸收能量答案bc 解析根据玻尔理论 核外电子运动的轨道半径是确定的值 而不是任意值 a错误 氢原子中的电子离原子核越远 能级越高 能量越大 b正确 由跃迁规律可知c正确 氢原子从激发态向基态跃迁的过程中 应辐射能量 d错误 例2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 a 原子要吸收光子 电子的动能增大 原子的电势能增大b 原子要放出光子 电子的动能减小 原子的电势能减小c 原子要吸收光子 电子的动能增大 原子的电势能减小d 原子要吸收光子 电子的动能减小 原子的电势能增大答案d 借题发挥当氢原子从低能量态en向高能量态em n m 跃迁时 r增大 ek减小 ep增大 或r增大时 库仑力做负功 电势能ep增大 e增大 故需吸收光子能量 所吸收的光子能量h em en 二 原子能级和能级跃迁的理解1 氢原子能级图如图2 4 2所示 图2 4 2 3 原子从低能级向高能级跃迁 吸收一定能量的光子 当一个光子的能量满足h e末 e初时 才能被某一个原子吸收 而当光子能量h 大于或小于e末 e初时都不能被原子吸收 原子从高能级向低能级跃迁 以光子的形式向外辐射能量 所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差 例3 如图2 4 3所示 氢原子从n 2的某一能级跃迁到n 2的能级 辐射出能量为2 55ev的光子 问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量 才能使它辐射上述能量的光子 请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图 图2 4 3 答案12 75ev跃迁图见解析图解析氢原子从n 2的某一能级跃迁到n 2的能级 满足 h en e2 2 55even h e2 0 85ev所以n 4基态氢原子要跃迁到n 4的能级 应提供 e e4 e1 12 75ev 跃迁图如图所示 借题发挥 1 如果是一个氢原子 该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上 由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光 但可能发出的光条数为 n 1 种 3 若知道每条发光的能量或频率 可根