第4章 第4节　玻尔原子模型—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第三册同步学案

第4节　玻尔原子模型 学习目标：1.[物理观念]知道玻尔原子理论基本假设的主要内容．　2.[科学观念]了解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念．　3.[科学思维]掌握用玻尔原子理论简单解释氢原子模型．　4.[科学态度与责任]了解玻尔模型的不足之处及其原因． 一、玻尔原子模型 1．玻尔原子模型 (1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动． (2)电子绕核运动的轨道是量子化的． (3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，且不产生电磁辐射． 2．定态 当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫作基态，其他的能量状态叫作激发态． 3．跃迁 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(其能量记为En，m＞n)时，会辐射能量为hν的光子，该光子的能量hν＝Em－En，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件． 二、氢原子的能级结构 1．能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的能量状态．在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫作能级． 2．氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为En＝eq \f(E1,n2)(n＝1,2,3…)；rn＝n2r1(n＝1,2,3…)，式中E1≈－13.6 eV，r1＝0.53×10－10 m． 3．氢原子的能级结构图 三、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论的局限性 1．玻尔理论对氢光谱的解释 (1)解释巴耳末公式 ①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝Em－En． ②巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和2．并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好． (2)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，辐射光子的能量等于前后两个能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线． 2．玻尔理论的局限性 (1)成功之处 玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律． (2)局限性 保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看作经典力学描述下的轨道运动． (3)