第2章 第4节 玻尔的原子模型 能级（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-5）

第二章　原子结构 第四节　玻尔的原子模型　能级 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 1．了解玻尔原子理论的主要内容． 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念． 3．通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 一、玻尔的原子结构理论 1．定态假设 电子围绕原子核运动的轨道________任意的，而是一系列分立的、特定的轨道．当电子在这些轨道上运动时，原子是________的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态． 不是 稳定 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 2．能量假设 原子处在定态的能量用En表示，此时电子以rn的轨道半径绕核运动，n称为量子数．当原子中的电子从一定态(能量为Em)跃迁到另一定态(能量为En)时，才_______________一个光子，光子的能量为：hv＝____________. 上式被称为玻尔频率条件，En和Em分别是原子的高能级和低能级，这里的“跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一种能量状态的瞬时过渡． 发射或吸收 En－Em 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 二、用玻尔的原子结构理论解释氢光谱 1．氢原子的能级公式En＝________(n＝1,2,3…) 对应的轨道半径rn＝________(n＝1,2,3…) 2．基态和激发态：能量________的状态叫基态，其他状态叫激发态． n2r1 最低 eq \f(E1,n2) 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 3．跃迁 原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，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量差决定，即hν＝E2－E1(或E1－E2)． 可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫做电子的跃迁． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 三、氢原子的能级与能级图 1．跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化 当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能Ep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，电子动能减小，原子能量增大． 2．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子 (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两个能级之差，否则不被吸收．不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1能级时能量不足，则可激发到n能级的问题． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)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，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值，就可使原子发生能级跃迁． 3．氢原子能级跃迁的可能情况 氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到基态，也可能先跃迁到其他低能级的激发态，然后再到基态，因此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性，其可能的值为Ceq \o\al(2,n)，即存在eq \f(nn－1,2)种可能情况． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 轨道量子化和能量量子化：氢原子轨道量子化与定态假设的内容是什么？它和经典的电磁理论有什么不同？ 提示：玻尔认为在库仑力的作用下，原子中的电子围绕原子核做圆周运动，服从经典力学规律，但是电子的轨道半径不是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，即电子的轨道是量子化的．与经典电磁理论不同之处：电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射． 探究一　玻尔原子理论的基本假设 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(　　) A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量 B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C．电