精品课件――高中物理 人教版选修3-5 18.4_玻尔的原子模型

18.4玻尔的原子模型,卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(一),原子是稳定的,电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定,经典理论认为,事实,卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(二),电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率,连续变化,原子光谱应该是连续光谱,经典理论认为,事实,原子光谱是不连续的,是线状谱，分立的,为了解决这个矛盾，1913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。,一、玻尔原子理论的基本假设,（三个重要假设）,假说1:轨道量子化,分立轨道,电子轨道半径只能是某些分立的数值。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。,能级：量子化的能量值。,一、玻尔原子理论的基本假设,（三个重要假设）,假说2:能级（定态）假说,能级图,能级与轨道相对应,一、玻尔原子理论的基本假设,（三个重要假设）,假说3:跃迁假说（频率条件）,当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为m）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为n，mn）时，会放出能量为h的光子：hm-n,高态,跃迁,低态,吸收光子,辐射光子,二、光子的发射和吸收,【例1】如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量En.用下列几种能量的光子照射处于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是(),A9eV的光子B12eV的光子C10.2eV的光子D15eV的光子,CD,氢原子能级,三、玻尔理论对氢光谱的解释,(r1=0.053nm),跃迁时电子动能、原子电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,玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性,在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念,同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律,除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难,四、玻尔模型的局限性,轨道量子化,能级图,高态,低态,1,2,3,4,跃迁,_光子,迁跃,子光_,E1,E2,E3,E4,h|EmEn|,波尔原子模型成功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_的亮线。,两个能级之差,分立,分立,分立,一、跃迁与电离的区别,1.电子跃迁：电子任在原子内，只是跳到不同能级.,2.电子电离：电子脱离原子，成为自由电子.,1.电子跃迁：光子能量必须满足_才会被吸收或辐射。,吸收能量的区别：,hEmEn,2.电子电离：如基态氢原子，只要光子能量大于或等于13.6eV都能被基态的氢原子吸收而电离，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。,注意：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部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于两能级的能量差值(EEmEn)，就可使原子发生跃迁。,二、激发原子的两种粒子,光子与实物粒子,思考：实物粒子能让原子中的电子向低能级跃迁吗？,原子从一个能级跃迁到另一能级时，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。,三、直接跃迁与间接跃迁区别,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