高二物理玻爾的原子模型

新課標(biāo)人教版課件系列《高中物理》選修3-518.4《玻爾的原子模型》教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能（1）了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容；（2）了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。2、過程與方法：通過玻爾理論的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解氫光譜的產(chǎn)生。3、情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)我們對科學(xué)的探究精神，養(yǎng)成獨立自主、勇于創(chuàng)新的精神。教學(xué)重點：玻爾原子理論的基本假設(shè)。教學(xué)難點：玻爾理論對氫光譜的解釋。教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。柳河七彩的夜景湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實驗盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型回顧科學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識史原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?第四節(jié)玻爾的原子模型一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個重要假設(shè)）假說1:軌道量子化+分立軌道針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射+m

rv一、玻爾原子理論的基本假設(shè)

原子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)．波爾指出，原子的不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的（三個重要假設(shè)）假說2:能量量子化針對原子的穩(wěn)定性提出+m

rv能級：量子化的能量值定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５量子數(shù)基態(tài)：能量最低的狀態(tài)（離核最近）——基態(tài)激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)激發(fā)態(tài)一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個重要假設(shè)）假說2:能量量子化能級圖軌道圖123基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷（電子克服庫侖引力做功增大電勢能，原子的能量增加）吸收光子（電子所受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少）輻射光子光子的發(fā)射和吸收光子的發(fā)射和吸收+n

EmEn一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個重要假設(shè)）假說3:頻率條件（躍遷假說）針對原子光譜是線狀譜提出當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為Ｅm）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為Ｅn，m>n）時，會放出能量為hν的光子（h是普朗克常量），這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Ｅm-Ｅn稱為頻率條件，又稱輻射條件

原子在始、末兩個能級Em和En（Em>En

）間躍遷時發(fā)射光子的頻率可以由前后能級的能量差決定：+n

EnEm一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個重要假設(shè)）假說3:頻率條件（躍遷假說）針對原子光譜是線狀譜提出玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運動定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量．氫原子能級二、玻爾理論對氫光譜的解釋氫原子的能級圖（演示）－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)激發(fā)態(tài)賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系普豐德系二、玻爾理論對氫光譜的解釋

氫原子能級躍遷與光譜圖巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0n=1n=2n=3n=4n=5n=問題1：巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)n來標(biāo)志氫原子的能級。它們之間是否有某種關(guān)系？巴爾末公式：n=6n=5n=4n=1n=3n=2根據(jù)：E=hv，λ=c/v又Eδ=1.89eV=3.03×10-19J所以，λ

δ=hc/Eδ=6.63×10-34×3.0×10-8

/

3.03×10-19J=6.57×10-7(m)（巴爾末系）二.玻爾理論對氫光譜的解釋HδHγHβHα二.玻爾理論對氫光譜的解釋HδHγHβHαn=6n=5n=4n=1n=3n=2巴爾末系氫吸收光譜二、玻爾理論對氫光譜的解釋問題1：巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)n來標(biāo)志氫原子的能級。它們之間是否有某種關(guān)系？問題2：氣體導(dǎo)電發(fā)光機理是什么？問題3：試解釋原子光譜為什么是線狀光譜？問題4：不同元素的原子為什么具有不同的特征譜線？閱讀教材P58-P59，小組討論回答以下幾個問題

玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性．在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難．三、玻爾模型的局限性氦原子光譜量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉尅穼O發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實驗盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?玻爾模型復(fù)雜（氦）原子光譜量子力學(xué)理論

玻爾模型否定建立觀察與實驗所獲得的事實出現(xiàn)矛盾建立科學(xué)模型提出科學(xué)假說拓展與提高怎樣修改玻爾模型？思想：必須徹底放棄經(jīng)典概念？關(guān)鍵：用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率——電子云原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識史重點一：能熟練畫出氫原子能級圖EnE2E1-13.6E3E4E5基態(tài)電離態(tài)第一激發(fā)態(tài)主量子數(shù)能量巴耳末系末態(tài)賴曼系末態(tài)第二激發(fā)態(tài)第三激發(fā)態(tài)8654321(eV)E113.6eVEnE1n2記住關(guān)鍵數(shù)據(jù)和公式((vhE初E末學(xué)以致用重點二：掌握能級躍遷概念及譜線計算方法h10346.63Js10191.60JEnE1n2n2eV13.613.6n2((vhE初E末優(yōu)點：突出能級概念。可看成理論公式。E1主量子數(shù)電離態(tài)n123485EE2-13.6E3E4E5能量(eV)第三激發(fā)態(tài)第二激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài)基態(tài)-3.39-1.15-0.85-0.54若大量氫原子處于主量子數(shù)的激發(fā)態(tài),會輻射幾種頻率的光；在哪兩個能級之間躍遷？最短波長光的頻率是多少？n5其中波長最短的光是巴耳末系末態(tài)[例1]練習(xí)：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(shè)

B、對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點表示贊同

C、用能量轉(zhuǎn)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(guān)系

D、玻爾的兩個公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計算出來的ACD學(xué)以致用注意夫蘭克一赫茲實驗①方法和原理：使加速的電子通過低壓汞蒸氣，與汞原子發(fā)生碰撞。測量電子損失的能量和汞原子獲得的能量。②實驗的結(jié)果，表現(xiàn)在接收極電流隨K—G間電壓的變化關(guān)系圖，會分析此圖，是做出結(jié)論的關(guān)鍵。夫蘭克—赫茲管的IA～UG2K曲線OIAacbdeU1U2U3U4U5U6(uA)UG2Ko證明了汞原子能量量子化。該實驗卓越的設(shè)計思想和實驗技巧，以及它在建立原子量子學(xué)說方面做出的貢獻(xiàn)，受到人們的贊譽。盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾(一)原子是穩(wěn)定的電子繞核運動將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定．++經(jīng)典理論認(rèn)為事實盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾(二)由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于繞核運動的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜經(jīng)典理論認(rèn)為事實原子光譜是不連續(xù)的線狀譜柳河七彩的夜景氣體導(dǎo)時發(fā)光的原理是什么？書客吧/書客吧hoq362egk生活，一年“七夕”才能見上一面-----太漫長了。馬啟明心里痛苦地琢磨，一個大男人調(diào)到妻子那里去，面子上實在抹不開，還是把妻子調(diào)過來比較合適。說馬啟明是個大男人確實有點夸張，其實他的個子只有1.70米，是個“二等殘廢”，身材不胖不瘦，皮膚不白不黑，眼睛不大也不小，但炯炯有神。如果把馬啟明扔到人海里，那就找不到他的蹤影了。也不是說馬啟明在家里就是大男子主義，想做甩手掌柜，而是說他受傳統(tǒng)思想的影響，實在不想到妻子那面去。而把妻子調(diào)到自己的單位，他事先打聽了一下，打聽的情況怎么樣呢？現(xiàn)實讓他失望。因為在當(dāng)時，從學(xué)校畢業(yè)的大學(xué)生都屬于國家“干部”，干部調(diào)動是非常麻煩的。首先是劉麗娟單位和主管人事部門要同意放人，其次是馬啟明單位和主管人事部門要同意接受，才能辦理調(diào)動手續(xù)。而國家正式編制的干部如果想調(diào)動，得有正當(dāng)理由，夫妻分居兩地的情況太普遍了，必須排隊等候名額，且不知要等到猴年馬月，更重要的是她過來以后，要找到合適的工作更是難如登天。像馬啟明是個剛畢業(yè)的學(xué)生，父母都是在地球上修理地球的、老實巴交的農(nóng)民，沒有社會背景又沒有錢，一想起要到管理部門去跑十分繁瑣的調(diào)動手續(xù)，像跑沒有終點的馬拉松一樣，馬啟明的頭跟斗一樣大。而在90年代初，如果馬啟明想和劉麗娟長久在一起，沒有調(diào)動關(guān)系到馬啟明單位來干臨時工或干什么，沒有檔案關(guān)系、沒有戶口，就是黑戶，就像《超生游擊隊》一樣，生活沒著落、沒尊嚴(yán)，讓人瞧不起，跟“盲流”“流氓”差不多，所以馬啟明一想起妻子調(diào)動的事，就怵頭害怕，他一點辦法都沒有，就像腦子結(jié)了冰一樣。忽如一夜春風(fēng)來，千樹萬樹梨花開。正在抓狂之際，馬啟明恰巧聽到了同學(xué)說國家對大學(xué)生的分配政策做了新的調(diào)整，允許大專院校學(xué)生自由選擇工作。在此政策推動下，高校較多的西安已舉辦多次人才交流會，為即將畢業(yè)和已畢業(yè)想要調(diào)整工作單位的大學(xué)生提供選擇職業(yè)的平臺。沿海省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，需要大量人才，因此常有江蘇山東等地的單位來蹲點招人。馬啟明得了這個好消息，興奮地要吃安眠藥才能睡得著，如果不控制，精