《成才之路20162017学年高中物理第18章原子结构第4节玻尔的原子模型课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《成才之路20162017学年高中物理第18章原子结构第4节玻尔的原子模型课件(55页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-5,原子结构,第十八章,第四节 玻尔的原子模型,第十八章,霓虹灯发出的光,线条结构丰富,色彩鲜艳、绚丽多姿,形状、色彩变幻莫测,令人赏心悦目。一幅幅流动的画面,似天上彩虹,象人间银河,更酷似一个梦幻世界,使人难以忘怀。霓虹灯是一种增添节日欢快气氛和进行广告宣传的最佳光源,霓虹灯的亮、美、动特点,在各类新型光源中独领风骚。同学们,你们知道霓虹灯的发光原理吗?,1轨道假设 轨道量子化:原子中的电子在_的作用下,绕原子核做圆周运动,电子运动轨道的_不是任意的,而是_化的。电子在这些轨道上绕核的转动是_的,不产生_辐射。,玻尔原子理论的基
2、本假设,库仑力,半径,量子,稳定,电磁,2定态假设 (1)定态:当电子在不同的轨道上运动时,原子处于不同的_。原子在不同的_中具有不同的能量,因此,原子的能量是_化的。这些_化的能量值叫做_,原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为_。 (2)基态:能量最_的状态叫做基态。 (3)激发态:基态_的能量状态叫做激发态。,状态,状态,量子,量子,能级,定态,低,之外,3跃迁假设 电子从能量_的定态轨道跃迁到能量_的定态轨道时,会向外辐射能量,辐射的能量是_的,光子的能量由两个能级的_决定。 hEmEn 这个式子称为频率条件,也叫辐射条件,式中的h为普朗克常量,为光子的_。,较高,较低,一份一份,能量
3、差,频率,1氢原子的能级图,玻尔理论对氢光谱的解释,2解释巴耳末公式 (1)按照玻尔理论,原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为h_。 (2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的_符合得很好。 3解释气体导电发光 通常情况下,原子处于基态,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到_,处于激发态的原子是_的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出_,最终回到基态。,E3E2,定态轨道,里德伯常量,激发态,不稳定,光子,4解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于
4、前后_,由于原子的能级是_的,所以放出的光子的能量也是_的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 5解释不同原子具有不同的特征谱线 不同的原子具有不同的结构,_各不相同,因此辐射(或吸收)的_也不相同。,两能级差,分立,分立,能级,光子频率,1玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将_引入原子领域。 提出了_和_的概念,成功解释了_光谱的实验规律。 2玻尔理论的局限性 过多地保留了_,即保留_的观念,把电子的运动看做经典力学描述下的_运动。,玻尔理论的局限性,量子观念,定态,跃迁,氢原子,经典,经典粒子,轨道,3电子云 原子中的电子_确定的坐标值,我们只能描述电子在某个位置出现_的多少,把电子这
5、种_分布用疏密不同的点表示时,这种图象就像云雾一样分布在原子核周围,故称电子云。,没有,概率,概率,一、玻尔原子模型 1轨道量子化 (1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。 (2)轨道半径公式:rnn2r1,式中n称为量子数,对应不同的轨道,只能取正整数。氢原子的最小轨道半径r10.531010m。,答案: 在原子内部,电子绕核运动并没有固定的轨道只不过当原子处于不同的定态时,电子出现在rnn2r1处的几率大。,二、氢原子跃迁的规律 1能级图的理解 (1)能级图中n称为量子数,E1代表氢原子的基态能量,即量子数n1时对应的能量,其值为13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能
6、量。 (2)作能级图时,能级横线间的距离和相应的能级差相对应,能级差越大,间隔越宽,所以量子数越大,能级越密,竖直线的箭头表示原子跃迁方向,长度表示辐射光子能量的大小,n1是原子的基态,n是原子电离时对应的状态。,(3)氢原子从高能级向n1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线分别属于赖曼系,巴耳末系和帕邢系(如图),4使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子 (1)原子从低能级向高能级跃迁:吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足hE末E初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E初向高能级E末跃迁,而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收。 (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)
7、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(EEnEk),就可使原子发生能级跃迁。,(3)当光子能量大于或等于13.6eV时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离;当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时,氢原子电离后,电子具有一定的初动能。,(3)当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增大,反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时,r增大,则Ek减小,Ep增大,E增大;反之,r减小,则Ek增大,Ep减小,E减小,与卫星绕地球运行相似。,答案:B,对玻尔理论的理解,C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)
8、一定频率的光子 D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 解析:A、B、C三项都是玻尔提出来的假设。其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差有关,与电子绕核做圆周运动的频率无关,故D错误,A、B、C正确。 答案:ABC,点评:应注意电子绕核做圆周运动时,不向外辐射能量,原子辐射的能量与电子绕核运动无关。,解析:按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假
9、设可知选项A、C错,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。,氢原子的跃迁,解析:解答本题可按以下思路分析:,C由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易发生衍射现象 D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 答案:D,综合应用,A图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一 B图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率是不连续的,C图丙:卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型 D图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性 答案:D 解析:根据物理学史可知A、B、C正确;根据电子束通过铝箔后的衍射图样,说明电子具有波动性,故D错误。,C处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的 D从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量,