《玻爾的原子模型-能級(jí)》參考課件2

2.4玻爾的原子模型能級(jí)湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型回顧科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)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?盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾原子是穩(wěn)定的電子繞核運(yùn)動(dòng)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(shí)一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個(gè)重要假設(shè)）假說1:軌道量子化+分立軌道針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出圍繞原子核運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(gè)重要假設(shè)）假說2:能量量子化針對(duì)原子的穩(wěn)定性提出+m

rv能級(jí)：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(gè)重要假設(shè)）假說2:能量量子化能級(jí)圖軌道圖123+n

EmEn一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個(gè)重要假設(shè)）假說3:頻率條件（躍遷假說）針對(duì)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(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子（h是普朗克常量），這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)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(gè)能級(jí)Em和En（Em>En

）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率可以由前后能級(jí)的能量差決定：+n

EnEm一、玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個(gè)重要假設(shè)）假說3:頻率條件（躍遷假說）針對(duì)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(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量．氫原子能級(jí)二、氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)氫原子的能級(jí)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

氫原子能級(jí)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(jí)。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）HδHγHβHα問題：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(jí)。它們之間是否有某種關(guān)系？

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(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)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?。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)所獲得的事實(shí)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(shí)史重點(diǎn)一：能熟練畫出氫原子能級(jí)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(diǎn)二：掌握能級(jí)躍遷概念h10346.63Js10191.60JEnE1n2n2eV13.613.6n2((vhE初E末優(yōu)點(diǎn)：突出能級(jí)概念?？煽闯衫碚摴健1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(huì)輻射幾種頻率的光；在哪兩個(gè)能級(jí)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(duì)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(duì)原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)

B、對(duì)經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波”的觀點(diǎn)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(gè)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(jì)算出來的ACD學(xué)以致用

注意夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)分析此圖，是做出