高二物理粤教版选修3-5 3.4 原子的能级结构 教案

3.4 原子的能级结构 （一）教学目标 1．知识与技能 （1）了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念。 （2）了解原子能量量子化的提出，理解原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系。 （3）知道氢原子的能级公式，以及能利用此分析一些有关原子能级的问题。 （4）能用原子的能级结构解释氢原子光谱的不连续性。 2．过程与方法 通过原子能级跃迁与上下楼梯时的势能的变化理解能级的量子效应。 3．情感态度与价值观 （1）通过计算和对比，使学生能够验证自己的猜想，培养其尊重事实的态度和严 谨的作风。 （2）加深对微观世界的不连续性能量量子化的理解。 （二）教学难点:氢原子的能级结构及量子化的理解。 （三）教学方法：多媒体教学 讨论与交流 （四）教学过程 1．引入：由经典理论与原子光谱不连续的矛盾引入新课。 按照经典电磁理论，电子在绕核做加速运动过程中，要向外辐射电磁波,因此能量要减少，电子轨道半径也要变小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的；电子在转动过程中，随着转动半径的缩小，转动频率不断增大。辐射电磁波的频率不断变化,因而大量原子发光的光谱应该是连续谱。然而事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续谱而是线状谱。 2．能级结构的猜想 原子只能处于一系列不连续的稳定状态中。处于稳定状态的原子中的电子，虽做加速运动但不辐射能量。 氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级。最低的能级状态，即电子在离核最近的轨道上（ ）运动的状态叫做基态（ ）。处于基态的原子最稳定，其它能级叫做激发态 使原子丢失电子的过程叫电离。 说明：要使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力束缚。原子电离后的能量比它处于各种状态时的能量都要高。 光子的发射和吸收：原子从一种定态（能量为E1），跃迁到另一种定态（能量为E2），它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能级差决定 说明：若 ，即从高能态向低能态跃迁，向外辐射光子；（原子光谱） 若 ，即从低能态向高能态跃迁，要吸收光子。且只有当吸收光子的能量刚好等于两定态的能级差时，跃迁才能发生。 3．玻尔的原子模型（三个假说） ①能量量子化： ②轨道量子化： ③跃迁假说： 4．玻尔模型的局限性 玻尔理论是一种半经典的理论，一方面引入了量子假设，另一方面