中学高中物理选修35学案（无答案）：18.4玻尔的原子模型

1、.§184玻尔的原子模型【学习目的】1.理解玻尔原子理论的主要内容。2.理解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。【重、难点】玻尔原子理论的根本假设玻尔理论对氢光谱的解释【回忆复习】1粒子散射实验是 籍物理学家 做的粒子散射实验的现象是 2原子核式构造学说的内容是 卢瑟福原子核式构造学说与经典电磁理论的矛盾电子绕核运动（有加速度）辐射电磁波 频率等于绕核运行的频率能量减少、轨道半径减少 频率变化电子沿螺旋线轨道落入原子核 原子光谱应为连续光谱（矛盾：实际上是不连续的亮线）原子是不稳定的 （矛盾：实际上原子是稳定的） 【学习过程】知识点1玻尔原子理论的根本假设1、玻尔理论的建立背景和

2、观点：1经典理论的困难：电子绕原子核做圆周运动辐射能量，最终栽入_，原子寿命很短，但事实并非如此。随着电子绕核运转的能量越来_，转动频率越来_，辐射的能量发光频率应_。但线状谱的存在无法解释。2、玻尔的观点：玻尔承受普朗克的黑体辐射的_和爱因斯坦的_，将能量取_的观念应用到原子系统。3、玻尔原子构造假说：1轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_，电子绕原子核运转的半径不是_，半径的大小符合_时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_，不产生_。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_，原子的能量也是_的。2几个根本概念：

3、_的能量值叫做能级。原子具有_的稳定状态叫定态。能量_的状态叫做基态。除_之外的其他状态叫做激发态。3频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道能量记为Em跃迁到能量较低的定态轨道能量记为En时会辐射出能量为h的光子。h=_，又称为辐射条件。知识点2玻尔原子理论的成功和局限性1、成功方面：1运用经典_和经典_的理论确定了氢原子的各个定态的能量，并由此画出其能级图。2处于激发态的氢原子向_跃迁辐射出_，辐射光子的能量与实际符合得很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是_的。3导出了巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。2、局限性和原因：

4、1成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解释略微_的原子的光谱现象。原因是保存了_的观念，把电子的运动仍然看做_描绘下的_运动。知识点3弗兰克-赫兹实验1、假如原子的能级是分立的，那么用碰撞的方式使原子吸收的能量，即其他粒子转移给原子的能量，也应该是_的。2、1914年，弗兰克-赫兹采用_轰击_，发现电子损失的能量，也就是汞原子吸收的能量，是分立的，从而证明汞原子的能量是量子化的。【例1】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，以下说法中正确的选项是 A核外电子受力变小B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【例2】氢原子辐射出一个光子后，

5、根据玻尔理论下述说法中正确的选项是 A电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大C氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大【例3】 图给出氢原子最低的4个能级，在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有P种，其中最小频率为fmin，那么 AP5 BP=6 Cfmin1.6×1014Hz。Dfmin1.5×1015 Hz【变式】用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停顿照射后，发现该容器内的氢可以释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开场用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1；h3；h1+2；h1+2+3 以上表

6、示式中 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确【疑难解析】对跃迁的理解（1） 氢原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定频率的光子，当光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，否那么不能吸收。2氢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两能级间的能量差。3电离：当光子能量大于或等于原子所在处的能级时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离，多余的能量作为电子的初动能。4光谱线条数：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N。5氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发，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

7、入射粒子的能量大于或等于两能量差值，均可使原子发生能级跃迁。6跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能Ep减小，电子动能增大，原子总能量减小，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。【例4】 氢原子的能级图如下图，现用光子能量介于10129 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，那么以下说法中正确的选项是。A在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种【稳固练习】1根据玻尔的原子理论，原子中电子绕

8、核运动的半径 A可以取任意值 B可以在某一范围内取任意值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2下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是 A原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的3根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，那么以下说法中正确的选项是 A电子轨道半径越大 B核外电子的速率越大C氢原子能级的能量越大 D核外电子的电势能越大4对玻尔理论的以下说法中，正确

9、的选项是 A继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波的观点表示赞同C用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D玻尔的两个公式是在他的理论根底上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的5按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，ra>rb，那么在此过程中 A原子要发出一系列频率的光子 B原子要吸收一系列频率的光子C原子要发出某一频率的光子 D原子要吸收某一频率的光子6. 氢原子的核外电子，在由能级较高的定态跃迁到能量较低的定态的过程中A辐射光子，获

10、得能量 B吸收光子，获得能量C吸收光子，放出能量 D辐射光子，放出能量7. 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时A.要吸收光子，电子的动能、电势能都增加 B.要吸收光子，电子的动能增加，电势能减少C.要放出光子，电子的动能增加，电势能减少 D.要放出光子，电子的动能、电势能都减少8. 如图为氢原子的能级图，假设用能量为10.5ev的光子去照射一群处于基态的氢原子，那么氢原子 A能跃迁到n=2的激发态上去 B能跃迁到n=3的激发态上去C能跃迁到n=4的激发态上去 D以上三种说法均不对9. 氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子构造的氦离子基态的氦离子能量为E1=54.4 eV，氦离子能级的示意图如下图可以推知，在具有以下能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是： A40.8 eV B43.2 eV C51.0 eVD54.4 eV10.如下图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，以下说法正确的选项是A这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n3跃迁到n2所发出的光波长最短B这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n3跃迁到n1所发出的光频率最高C金属钠外表所发生的光电子的初动能最大值为11.1