18.4 玻尔的原子模型-【二元课件】2020-2021学年高二物理课件+素材精选（人教版选修3-5）

回顾科学家对原子结构的认识史 原子不可割 汤姆孙发现电子 汤姆孙的枣糕模型 α粒子散射实验 卢瑟福的核式结构模型 否定 建立 否定 建立 完美？ 原子结构的认识史 里德伯常量 n的两层含义： ①每一个n值分别对应一条谱线。 ②n只能取正整数3,4,5···，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱） 巴耳末公式的意义： 以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征 前情回顾 巴耳末公式 人民教育出版社《物理》选修3－5 §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 + + 七彩的夜景 卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(二) 由于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线状谱 以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年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。 玻尔 玻尔的原子模型 1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射 2、原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．波尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻尔 轨道量子化假说 能量量子化假说 ——针对原子的核式结构模型 ——针对原子的稳定性 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 针对原子核式结构模型提出 围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。 且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射 + 分 立 轨 道 一、玻尔原子理论的基本假设 原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的 （三个重要假设） 假说2:能量量子化 针对原子的稳定性提出 + r m v 能级：量子化的能量值 定态：原子中具有确定能量的稳定状态 基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态 — 基态 能量量子化 能级图 E４ 1 2 3 4 5 E１ E３ E２ E５ 　量子数 激发态 + r m v 轨道图 1 2 3 基 态 激发态 跃迁 吸收光子 （电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少） 辐射光子 光子的发射和吸收 （电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加） 一、玻尔原子理论的基本假设 （三个重要假设） 假说3:频率条件（跃迁假说） 针对原子光谱是线状谱提出 当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定， 即hν＝Ｅm-Ｅn 称为频率条件，又称辐射条件 + n Em En 原子从Em能级跃迁到En能级（ Em>En ）时，会放出能量为hv的光子，其能量由前后能级差决定： 一、玻尔原子理论的基本假设 （三个重要假设） 假说3:频率条件（跃迁假说） 针对原子光谱是线状谱提出 + v En Em 低能级 高能级 跃迁 吸收光子 辐射光子 光子的发射和吸收 玻尔从上述假设出发，利用经典理论和量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半径和对应的能量值（能级）． 氢原子能级 二、玻尔理论对氢光谱的解释 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 0 4 1 3 2 ∞ n E/eV 光子的发射和吸收 光子使原子跃迁: 光子的能量只有等于能级差时，才能被吸收 要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态，则照射光的频率应为多少？频率高一点可以吗？ 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 巴耳末系 赖曼系 帕邢系 思考:在具有下列能量的光子中,能被基态氢离子吸收而发生跃迁的是( ) A、13.6eV B、12.75eV C、 10ev D、1.9eV 玻尔理论成功解释了氢光谱的规律,甚至预言了氢原子的其他谱线系 氢原子的能级图 布喇开系 １ ∞ n ５ ４ ３ ２ - 0.85 -13.6 0 - 0.54 -1.51 - 3.4 E/eV 玻尔理论解决了原子的稳定性