高二物理 选修3-5 18.4 玻尔的原子模型

玻意耳的原子模型，三维目标1。理解知识和技术(1)玻意耳原子结构假说的主要内容。知道轨道量子化、能量准位、能量量子化和基态、激发态的概念；知道原子转移的频率条件。(2)理解玻尔理论对氢谱学的解释。(3)了解波尔模型的局限性。2.过程和方法：学生们通过对玻尔理论的学习，探索经典物理学无法解释的两个问题的答案。3.情感、态度和价值：培养学生对科学的探索精神，培养学生敢于提出问题、勇于探索答案的科学习惯。讲座重点：玻意耳原子结构假说的两个内容：(1)轨道量子化和稳态；(2)频率条件。教导困难：1。原子的能量包括什么？原子能量，动能，势能变化。玻尔理论对氢光谱学的解释。第一，玻意耳是原子模型的背景，卢瑟福的核结构学很好地解释了a粒子的散射实验，最初确立了原子结构的正确性，但无法解释原子的稳定性或线性光谱。1，电子围绕原子核以很大的速度运动，就像行星围绕太阳运动一样。根据古典理论，围绕核运动的电子必须发射电磁波，因此其能量必须逐渐减少。随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也降低了，电子沿着螺旋的轨道坠入核中，就像绕地球运行的卫星被上层大气阻力不断地失去能量，落到地面一样。那么原子必须不稳定，但实际上似乎不是。2，同时，根据经典电磁理论，电子在绕核运行时，必须与电子绕核运行的频率相同，随着工作轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率不断变化，因此原子发射电磁波的频率也必须不断变化。这样，很多原子发光的光谱必须是包含所有频率的连续光谱。上述矛盾表明，宏观现象中概述的古典电磁理论不适用于原子等小物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻意耳在卢瑟福学说的基础上，将普朗克的量子理论应用于原子系统，并将伏尔泰理论与脚尖的巴尔末公式相结合。第二，玻尔原子理论的基本假设，(三个重要假设)，假设1:轨道量子化，对核结构模型的建议，围绕原子核的电子轨道半径可能是一些离散值，称为轨道量子化；电子绕着这些轨道运转，不会向外释放能量。这种状态称为正态。原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态(正常状态)。保罗指出，原子的能量因原子的状态而异，所以原子的能量也是量子化的。假设23360能量量子化，对原子稳定性的建议，能量级别1。稳态：原子有确定能量的稳定状态。2.能量级：氢原子每个稳态的能量值称为能量级。3.基态：在正常状态下，原子位于最低的能级上，此时电子在离原子核最近的轨道上运动，最稳定，这种状态称为基态。4.这里的状态：除基态以外的能量高的其他能量准位称为活动状态。电子在这里的状态不够稳定，容易发生转移。能级图表，假设3:频率条件(转移假说)，原子光谱被提议为线性光谱，当电子从一个状态(能量设置为e初始)转移到另一个正常状态(能量设置为e端点)时，复制(或吸收)恒定频率的光子hv=E早期-E种，也称为频率条件，也称为发射条件。玻意耳从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律计算了氢的电子可能的轨道半径和相应的能量。(注：原子电离后，能量记录为零。也就是说，当电子离原子核无限远的时候，氢原子的能量被记录为0，在其他状态下，能量值为负。，氢原子能级，基态，激发态，跃迁，(电子克服库仑重力，增加电能，减少动能，增加原子总能量)，吸收光子，(电子用库仑力减小电能，增加动能，减少原子总能量)其中，原子在基态中稳定和活性时不稳定，原子在活性时自动转移到低能状态，一次或多次转移到基态。也就是说，在核等级转换时，处于此状态的原子可以经过一次转换，返回基态；高能激发状态到低能量激发状态，最后可能转变到基态。一个原子从高能量水平回到基态，不确定究竟发生了多少次转移。，1，-13.6ev，-3.4ev，-1.51ev，-0.85ev，-0.54ev，0ev，基态， 为什么氢原子光谱是线性光谱，原子吸收光子从低能量状态到高能量状态的转移规律：1，hs(光子的能量)=Ek(两个级别的能量差)，转移2，hEk，未发生转移3，hE- 物理粒子的动能不是全部转移到原子上。也就是说，ek em-1，原子可以受到刺激，同时，“粒子，轨道”等经典概念和牛顿力学定律也适用。玻尔理论成功地解释和预测了氢原子发射的电磁波的问题，但有其局限性。在解决核电子的运动时，成功地引入了量子化的概念第四，镗孔模型的局限性，无法解释更复杂的原子，无法解释谱线的强度，镗孔模型如何修正？思想：应该完全放弃古典概念吗？键：将经典轨道概念换成电子云概念，如果大量氢原子处于酒量的激发状态，则发射多种频率的光；两个级别之间的转移在哪里？最短波长光的频率是多少？n，5，其中波长最短的光是，示例1，1。以下对玻尔理论的主张中，正确的是：(A)继承卢瑟福的原子模型，但是在原子能量和电子轨道上引入量子化假说的b，赞成古典电磁理论中的“发射加速运动的电荷为电磁波”的观点，c，利用能量转换和守恒建立了原子发光频率和原子能量变化之间的定量关系，d，玻意耳的两个公式是利用古典电磁理论和牛顿力学计算出来的。 核电子持续加速运动，但只要能量状态不变，向外发射的能量c，原子从一定状态转移到另一状态时发射特定频率的光子d，原子的每个能量状态对应于一个电子轨道，根据这样的轨道不连续，c，3，玻尔理论，氢原子中的量子数n越大，(a)，电子轨道半径越大，b，核根据原子电子轨道运动的半径()a，可以取任意值b，可以取任意值C在一定范围内，可以取一系列离散的随机值D，根据一系列离散的特定值，D，ACD，5，玻尔理论，氢原子的电子自发地从半径为ra的圆轨道直接转移