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1、第十八章 原子结构 第4节 玻尔的原子模型1一、玻尔提出原子模型的背景：卢瑟福的原子核式结构学说很 好地解释了a粒子的散射实验，初步 建立了原子结构的正确图景，但跟 经典的电磁理论发生了矛盾。1、原来，电子没有被库仑力吸引到核 上，它一定是以很大的速度绕核运动，就 象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论 ，绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因 此它的能量要逐渐减少。随着能量的减少 ，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是 电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就 像绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻 力不断损失能量后要落到地面上一样。 这 样看来，原子应当是不稳定的，然而实际 上并不是这样。2、同时，按
2、照经典电磁理论，电子绕 核运行时辐射电磁波的频率应该等于电子 绕核运行的频率，随着运行轨道半径的不 断变化，电子绕核运行的频率要不断变化 ，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变 化。这样，大量原子发光的光谱就应该是 包含一切频率的连续谱。可见，从宏观现象总结的经典电磁理 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，把普郎克的量子理 论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。二、玻尔理论的主要内容1、原子只能处于一系列不连续 的能量状态中，在这些状态中原 子是稳定的，电子虽然绕核运动 ，但并不向外辐射能量。这些状 态叫定态。二、玻尔理论的主要内容2
3、、原子的不同能量状态跟电子 沿不同的圆形轨道绕核运动相对应 。原子的定态是不连续的，因此电 子的可能轨道的分布也是不连续的 。二、玻尔理论的主要内容3、原子从一种定态（设能量为 E初）跃迁到另一种定态（设能量为 E终）时，它辐射（或吸收）一定频 率的光子，光子的能量由这两种定 态的能量差决定，即E初 E终 .h v=玻尔（18851962 ）4 3 2 1 E4E3E2E1定态假设跃迁假设4 3 2 1 E4E3E2E1轨道假设4 3 2 1h=E初 E未En=rn=n2r1三、玻尔计算出氢的电子的各条可 能轨道半径和电子在各条轨道上运动 时的能量（包括动能和势能）公式：rn=n2 r1轨道半径：（n=1,2,3)能 量： En=n21E1（n=1,2,3)式中r1 ( r1 =0.531010m )、E1 ( E1= 13.6eV)、分别代表第一条（即离核最近的）可 能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能 量，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电 子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数， 叫量子数。例、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子 从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到 一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在 此过程中（ ）A、原子要发出一系列频率的光子B、原子要吸收一系列频率的光子C、原子要发出某一频率的光子D、原子要吸收某一频率的光子C
