人教版高二物理选修3-5：18.4玻尔的原子模型 ppt课件

1、18.4 玻尔的原子模型卢瑟福的核式构造学说与经典电磁实际的矛盾(一)vFree+e+e卢瑟福的核式构造学说与经典电磁实际的矛盾(二)以上矛盾阐明，从宏观景象总结出来的经以上矛盾阐明，从宏观景象总结出来的经典电磁实际不适用于原子这样小的物体产典电磁实际不适用于原子这样小的物体产生的微观景象。为理处理这个矛盾，生的微观景象。为理处理这个矛盾，19131913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的根年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的根底上，把普朗克的量子实际运用到原子系底上，把普朗克的量子实际运用到原子系统上，提出了玻尔实际。统上，提出了玻尔实际。假说假说1:1:轨道量子化轨道量子化针对原子核式构造模

2、型提出针对原子核式构造模型提出 电子在不同的轨道上运动，电子在不同的轨道上运动，原子处于不同的形状玻尔原子处于不同的形状玻尔指出，原子在不同的形状中指出，原子在不同的形状中具有不同的能量，所以原子具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这的能量也是量子化的。在这些形状中原子是稳定的。些形状中原子是稳定的。假说假说2:2:能级定态假说能级定态假说针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出基态基态假说假说2:2:能级定态假说能级定态假说能级图能级图123轨道与能级相对应轨道与能级相对应En EmEn假说假说3:3:频率条件跃迁假说频率条件跃迁假说针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出

3、 当电子从能量较高的定态轨当电子从能量较高的定态轨道其能量记为道其能量记为m m跃迁到跃迁到能量较低的定态轨道能量记能量较低的定态轨道能量记为为n n，mnmn时，会放出能量时，会放出能量为为hh的光子的光子h h是普朗克常是普朗克常量，这个光子的能量由前后量，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决议，两个能级的能量差决议，即即hhm-m-n n称为频率条件，又称辐射条件称为频率条件，又称辐射条件 原子在始、末两个能级Em和En EmEn 间跃迁时发射或吸收光子的频率可以由前后能级的能量差决议：nmEEhn假说假说3:3:频率条件跃迁假说频率条件跃迁假说针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线

4、状谱提出E激激发发态态基基态态电子抑制库仑引力做功增大电子抑制库仑引力做功增大电势能，原子的能量添加电势能，原子的能量添加电子所受库仑力做正功电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减小电势能，原子的能量减少减少光子的发射和吸收光子的发射和吸收nmEEhn EmEn -13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 nE/eV赖曼系紫外线赖曼系紫外线巴耳末系可见光巴耳末系可见光帕邢系红外线帕邢系红外线布喇开系布喇开系逢德系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6轨道与能级相对应轨道与能级相对应胜利解释了氢光谱的一切谱线。胜利解释了氢光谱的一切谱线。 氢氢原原子子能能级级跃跃迁迁与与光光谱

5、谱图图巴巴耳耳末末系系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=212211nR,5 ,43，n氢原子各定态的能量值，为电子绕氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能核运动的动能EkEk和电势能和电势能EpEp的代数和，的代数和，由于在选无穷远处电势能为零的情况下，由于在选无穷远处电势能为零的情况下，各定态的电势能均为负值，且其大小总各定态的电势能均为负值，且其大小总大于同一定态的动能值，所以各定态能大于同一定态的动能值，所以各定态能量值均为负值，因此，不能根据氢原子量值均为负值，因此，不能根据氢原子的能级公式的能级

6、公式 得出氢原子各定态能得出氢原子各定态能量与量与n2n2成反比的错误结论。成反比的错误结论。21nEEn阐明1：1这里的能量指总能量这里的能量指总能量(即即E=Ek+Ep)例如：例如：E1=-13.6eV 实践上，其中实践上，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。2这里的电势能这里的电势能Ep0，缘由是规定了无限，缘由是规定了无限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电势能远处的电势能为零。这样越是里面轨道电势能越少，负得越多。越少，负得越多。(3)(3)量子数量子数n=1n=1定态，能量值最小，电子动能定态，能量值最小，电子动能最大，电势能最小；量子数越大，能量值越最大，电势能最小

7、；量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大大，电子动能越小，电势能越大. .4跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减减小，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，小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大电子动能减小，原子能量增大 阐明阐明2：1 、 从高能级向低能级跃迁从高能级向低能级跃迁 发射光子发射光子以光子方式辐射出去原子发光景象以光子方式辐射出去原子发光景象2

8、 从低能级向高能级跃迁从低能级向高能级跃迁对于能量小于对于能量小于13.6ev的光子要么全被吸收，的光子要么全被吸收，要么不吸收要么不吸收对于能量大于或等于对于能量大于或等于13.6ev的光子电离的光子电离1 吸收光子吸收光子2吸收实物粒子能量 只需实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁, 就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁,多余能量仍为实物粒子动能。l氢原子核外只需一个电子，这个电子在某个时氢原子核外只需一个电子，这个电子在某个时辰只能处在某一个能够的轨道上，在某段时间辰只能处在某一个能够的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，能够的内，由某一轨道跃迁到另一个轨

9、道时，能够的情况只需一种，但是假设容器中盛有大量的氢情况只需一种，但是假设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原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现情况出现 l对于量子数为对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激的一群氢原子，向较低的激发态或基态跃迁时，能够产生的谱线条数为发态或基态跃迁时，能够产生的谱线条数为N= 2) 1( nn阐明3. 一群原子和一个原子的跃迁问题阐明阐明4. 跃迁与电离的问题跃迁与电离的问题 原子跃迁时不论是吸收还是辐射光原子跃迁时不论是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必需等于这两个能级子，其光子的能量都必需等于这两个能级的能量差假想象把处

10、于某一定态上的原的能量差假想象把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需求给原子一定的子的电子电离出去，就需求给原子一定的能量如基态氢原子电离，其电离能为能量如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只需能量等于或大于，只需能量等于或大于13.6 eV的的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大的电子具有的动能越大 在处理核外电子的运动在处理核外电子的运动时胜利引入了量子化的时胜利引入了量子化的观念观念同时又运用了同时又运用了“粒子、粒子、轨道等经典概念和轨道等经典概念和有关牛顿力学规律有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在处理其他问题上遇到了很大的困难氦原子光谱氦原子光谱量子化条件的量子化条件的引进没有适当引进没有适当的实际解释。的实际解释。chEchEchE chE A. B. C. D.例例3、如下图为氢原子的能级图，假设用能量、如下图为氢原子的能级图，假设用能量为为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原的光子去照射大量处于基态的氢原子，那么子，那么 A.氢原子能从基态跃迁到氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去的激发态上