高中玻尔的原子模型.pptVIP

* * 新课标高中物理选修3－5 第十八章 原子结构 电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定． + + 经典理论认为 事实 由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率，连续变化，原子光谱应该是连续光谱 经典理论认为 事实 原子光谱是不连续的线状谱 玻尔的原子模型 以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。 玻尔 针对原子核式结构模型提出 围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。 且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射 m r v 电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的. 针对原子的稳定性提出 能级：量子化的能量值 定态：原子中具有确定能量的稳定状态 E４ 1 2 3 4 5 E１ E３ E２ E５ 　量子数 基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态 — 基态 激发态 能级图 m r v 轨道图 1 2 3 电子在始、末两个能级Em和En（ EmEn ）间跃迁时发射光子的频率可以由前后能级的能量差决定： v En Em 针对原子光谱是线状谱提出 基 态 激发态 跃迁 （原子的能量增加；电子克服库仑引力做功，从低轨道到高轨道，电势能增大，动能减少） 吸收光子 （原子的能量减少；库仑引力对电子做正功，电子从高轨道到低轨道，电势能减小，动能增大） 辐射光子 光子的发射和吸收  玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量． 氢原子能级 二、玻尔理论对氢光谱的解释 -13.6 -3.4 -1.5 -0.85 0 E４ E１ E３ E２ E∞ 能级n E/ev －－－－－－－－－－－－－－－－－ １ ２ ３ ４ ５ -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 eV n E/eV ∞ 基态 激发态 赖曼系 巴耳末系 帕邢系 布喇开系 普丰德系 氢原子的能级图 问题1：巴尔末公式有正整数n 出现，这里我们也用正整数n 来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？ 问题2：气体导电发光机理是什么？ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？ 阅读教材P58-P59，讨论回答以下问题 在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念 同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律 除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难． 氦原子光谱 量子化条件的引进没有适当的理论解释。 玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性． 三、玻尔模型的局限性 怎样修改玻尔模型？ 思想：必须彻底放弃经典概念？ 关键：用电子云概念取代经典的轨道概念 电子在某处单位体积内出现的概率——电子云 [例1] 某个氢原子处于n=4激发态 1、它可能向外辐射几种频率的光子？ 2、它最多向外辐射的光子数为多少？ 3、若是一群处于该激发态的氢原子呢？ 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 要注意是一个原子跃迁还是一群原子跃迁 可能的光子的频率有 种 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 光子使原子跃迁: 光子的能量必须等于能级差 要么全被吸收，要么不吸收 [例2]要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态，则照射光光的频率必须为多少？频率高一点可以吗？ 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 使原子电离 电离后电子剩余动能为： 注意：En为负值 电离： [例3]分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，结果如何？ * *