波爾的原子模型上課

會計學1波爾的原子模型上課玻爾其人：他是盧瑟福的學生，在其影響下具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，勤奮好學，平易近人，后來很多的科學家都有紛紛來到他身邊工作。當有人問他，為什么能吸引那么多科學家來到他身邊工作時，他回答說：“因為我不怕在青年面前暴露自已的愚蠢”。這種坦率和實事求是的態(tài)度是使當時他領導的哥本哈根理論研究所永遠充滿活力，興旺發(fā)達的原因。愛因斯坦評價說：“作為一個科學的思想家，玻爾具有那么驚人的吸引力，在于他具有大膽和謙遜兩種品德難得的結合”第1頁/共30頁

1885年，玻爾(NeilsBohr)出生于丹麥．哥本哈根。他的父親是哥本哈根大學一名杰出的生理學教授，母親出生于一個在銀行、政治和教育各界中均很活躍的富有猶太人家庭。父母從小便很關心玻爾，使他的天賦得以充分發(fā)揮。

1903年，玻爾入讀哥本哈根大學，主修物理學。玻爾尚未畢業(yè)時，便巳經(jīng)鋒芒畢露，他通過觀察噴射的水流就能精密測量出水的表面張力。1909年，玻爾獲理科碩士學位，1911年獲哲學博士學位。第2頁/共30頁他的博士論文《金屬電子論的研究》定性地說明了金屬的各種性質。他察覺到經(jīng)典理論的缺陷，并證明了金屬的磁性決不能用這些原理解釋。結束在哥本哈根大學的學習后，玻爾前往英國劍橋大學，想在湯姆孫的指導下繼續(xù)研究電子論，但是湯姆孫巳經(jīng)對這個問題失去了興趣。于是玻爾隨即轉往曼徹斯特大學，在盧瑟福的實驗室工作。1913年，他發(fā)表了三篇論文，把當時的原子結構模型與量子論結合起來，揭開了物理學嶄新的一頁。

第3頁/共30頁愛因斯坦一直對量子力學的概率解釋感到不滿，他曾在寫給玻爾的信中提到:「量子力學雖然令人贊嘆，但在我的心中有個聲音告訴我，它還不是那真實的東西……我無論如何也不相信上帝會在擲骰子!本世紀最偉大的兩位科學巨人之間的大戰(zhàn)就此揭開序幕．

愛因斯坦曾提出許多“矛盾”，企圖證明量子力學站不住腳。但是，玻爾對這些“矛盾”經(jīng)過分析之后，反倒幫助闡明了量子力學的原理。第4頁/共30頁丹麥物理學家N.玻爾意識到了經(jīng)典理論在解釋原子結構方面遇到困難，在量子論與光子說的啟發(fā)下，提出了自己的原子結構假說第5頁/共30頁一、玻爾原子理論的基本假設

1.軌道量子化電子的軌道是量子化的氫原子中電子軌道的最小半徑電子的軌道是量子化的rn=n2r1（n=1,2,3……)第6頁/共30頁一、玻爾原子理論的基本假設

2.定態(tài)與能量量子化電子在不同的軌道上運動時，原子是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射，稱為定態(tài)。原子的能量是量子化的（n=1,2,3……)第7頁/共30頁一、玻爾原子理論的基本假設

2.定態(tài)與能量量子化能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其它的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。

量子化的能量值叫做能級。氫原子在基態(tài)（第一能級）的能量：第8頁/共30頁一、玻爾原子理論的基本假設

2.定態(tài)與能量量子化能級圖：將原子的能量值用圖示的方法描述氫原子的能級圖第9頁/共30頁一、玻爾原子理論的基本假設3.躍遷理論原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩定態(tài)的能量差決定，即第10頁/共30頁玻爾的原子模型4321E4E3E2E1定態(tài)假設躍遷假設4321E4E3E2E1軌道假設4321第11頁/共30頁－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE∞二、氫原子的能級圖第12頁/共30頁氫原子的軌道及對應的能級n∞：電子脫離核束縛12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV氫原子能級圖第13頁/共30頁1、向下躍遷12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV可自發(fā)地經(jīng)過一次或幾次躍遷達基態(tài)躍遷時以光子的形式向外放出能量發(fā)射光子三、光子的發(fā)射與吸收第14頁/共30頁某個氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)1、它可能向外輻射哪些波長的光子？2、它最多向外輻射的光子數(shù)為多少？12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV可能的光子的頻率有

種第15頁/共30頁1、向下躍遷2、向上躍遷發(fā)射光子12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV吸收能量1)光子使原子躍遷光子的能量必須等于能級差要么全被吸收，要么不吸收三、光子的發(fā)射與吸收第16頁/共30頁電離：電離后電子剩余動能為：注意：En為負值思考:分別能量為2eV、10eV的光子照射處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子，結果如何？使原子電離第17頁/共30頁2)實物粒子使原子躍遷躍遷：實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動能可全部或部分地為原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態(tài)能量之差，也可使原子受激發(fā)而向較高能級躍遷。思考:用動能為12ev、15ev的電子與氫原子碰撞，氫原子是否能發(fā)生躍遷第18頁/共30頁第19頁/共30頁第20頁/共30頁例2、（07年天津卷）圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于ｎ＝４的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關于這些光下列說法正確的是（）Ａ．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由ｎ＝４能級躍到ｎ＝１能級產(chǎn)生的Ｂ．頻率最小的光是由ｎ＝２能級躍遷到ｎ＝１能級產(chǎn)生的Ｃ．這些氫原子總共可輻射出３種不同頻率的光Ｄ．用ｎ＝２能級躍遷到ｎ＝１能級輻射出的光照射逸出功為6.34ｅＶ的金屬鉑能發(fā)生光電效應。D第21頁/共30頁CD第22頁/共30頁第23頁/共30頁例5、現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的。A.1200B.2000C.2200D.2400解：畫出示意圖，分步計算，不難得出結論①400個，②400個，③400個，④200個，⑤200個，⑥200個，⑦400個，共2200個。第24頁/共30頁解：鉻原子從n=2能級躍遷到n=1能級放能E2-E1=3A/4，從n=4能級上電離的電離能是A/16，因此剩余的動能是3A/4-A/16=11A/16。選C。第25頁/共30頁達標練習：1、對玻爾理論的下列說法中，正確的是（）A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設B、對經(jīng)典電磁理論中關于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點提出了異議C、用能量轉化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關系D、玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學計算出來的ABCD第26頁/共30頁2、下面關于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（）A、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個狀態(tài)都對應一定的能量B、原子中，雖然核外電子不斷做加速運動，但只要能量狀態(tài)不改變，就會向外輻射能量C、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，一定要輻射一定頻率的光子D、原子的每一個能量狀態(tài)都對應一個電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的C第27頁/共30頁3、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說法中正確的是（）A、電子軌道半徑越大B、核外電子的速率越大C、氫原子能級的能量越大D、核外電子的電勢能越大4、根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運動的半徑（）A、可以取任意值B、可以在某一范圍內取任意值C、可以取一系列不連續(xù)的任意值D、是一系列不連