《高中物理：18.4《玻尔的原子模型》课件(新人教版 选修35)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理：18.4《玻尔的原子模型》课件(新人教版 选修35)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理新人教版选修- 5系列课件18.4玻尔的原子模型教学目标教学目标 1、知、知识与技能与技能（1）了解玻尔原子理论的主要内容；（2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。2、过程与方法：程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。3、情感、情感、态度与价度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。教学重点：教学重点：玻尔原子理论的基本假设。教学教学难点：点：玻尔理论对氢光谱的解释。教学方法：教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模
2、型粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割原子不可割原子不可割原子不可割汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验否定否定建立建立否定否定建立建立否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立出现矛盾出现矛盾? ?针对原子
3、核式结构模型提出针对原子核式结构模型提出围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某些些些些分立分立的数值的数值的数值的数值。且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上绕核的转动是绕核的转动是绕核的转动是绕核的转动是稳定的稳定的稳定的稳定的，不产生电磁辐射不产生电磁辐射不产生电磁辐射不产生电磁辐射m rv 原子在不同的轨道上原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同运动时，原子处于不同的状态波尔指出，原的状态波尔指出，原子的不同的状态中具有子的不同的状态中具有不同的能量
4、，所以原子不同的能量，所以原子的能量也量子化的的能量也量子化的针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出m rv能级：量子化的能量值能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定状态定态：原子中具有确定能量的稳定状态量量子子数数基态：能量最低的状态（离核最近）基态：能量最低的状态（离核最近）基态基态基态基态激发态：其他的状态激发态：其他的状态激发态激发态激发态激发态能级图能级图轨道图轨道图1 1 1 12 2 2 23 3 3 3基基态态激激发发态态跃迁跃迁（电子克服库仑引力做功增大电势能，（电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加）原子的能量增加）吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子（电
5、子所受库仑力做正功减小电势能，（电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少）原子的能量减少）辐射光子辐射光子辐射光子辐射光子光子的发射和吸收光子的发射和吸收光子的发射和吸收光子的发射和吸收n EmEn针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出当电子从能量较高的定态轨道当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为（其能量记为m m）跃迁到能量）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为较低的定态轨道（能量记为n n，mnmn）时，会放出能量为）时，会放出能量为hh的光子（的光子（h h是普朗克常量），这是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，的能量差决定，
6、即即hhm m- -n n称为频率条件，又称辐射条件称为频率条件，又称辐射条件 原子在始、末原子在始、末两个能级两个能级Em和和En（ EmEn ）间）间跃迁时发射光子跃迁时发射光子的频率可以由前的频率可以由前后能级的能量差后能级的能量差决定决定：n EnEm针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出玻玻玻玻尔尔尔尔从从从从上上上上述述述述假假假假设设设设出出出出发发发发，利利利利用用用用库库库库仑仑仑仑定定定定律律律律和和和和牛牛牛牛顿顿顿顿运运运运动动动动定定定定律律律律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半
7、径和对应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量氢氢氢氢原原原原子子子子能能能能级级级级二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释氢原子的能级图（演示）-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/E/eVeV 基态基态基态基态激激激激发发发发态态态态赖曼系赖曼系赖曼系赖曼系巴巴巴巴耳耳耳耳末末末末系系系系帕帕帕帕邢邢邢邢系系系系布布布布喇喇喇喇开开开开系系系系普普普普丰丰丰丰德德德德系系系系二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释 氢氢原原子子
8、能能级级跃跃迁迁与与光光谱谱图图巴巴耳耳末末系系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=问题问题问题问题1 1 1 1：巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数n n n n出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数n n n n来来来来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？巴尔末公式：巴尔末公式：巴尔末
9、公式：巴尔末公式：n=6n=5n=4n=1n=3n=2根据：根据：E=hv，= =c/v又又E =1.89eV= 3.03 10-19J 所以，所以， =hc/ E= 6.6310-34 3.0 10-8 / 3.03 10-19J = 6.57 10-7(m)（巴尔末系）二二. .玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论对氢光谱的解释HHHH二二. .玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论对氢光谱的解释HHHHn=6n=5n=4n=1n=3n=2巴尔末巴尔末系氢吸系氢吸收光谱收光谱二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释问题问题问题问题1 1 1
10、 1：巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数巴尔末公式有正整数n n n n出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数出现，这里我们也用正整数n n n n来来来来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？问题问题问题问题2 2 2 2：气体导电发光机理是什么？气体导电发光机理是什么？气体导电发光机理是什么？气体导电发光机理是什么？问题问题问题问题3 3 3 3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？试解释原子光谱为什么是线状光谱
11、？试解释原子光谱为什么是线状光谱？试解释原子光谱为什么是线状光谱？问题问题问题问题4 4 4 4：不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？阅读教材阅读教材阅读教材阅读教材P58-P59P58-P59，小组讨论回答以下几个问题，小组讨论回答以下几个问题，小组讨论回答以下几个问题，小组讨论回答以下几个问题 玻尔理论玻尔理论成功成功成功成功的解释并预言了氢原子辐的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的射的电磁波的问题，但是也有它的局限性局限性在解决核外电子的运动时在解决
12、核外电子的运动时成功引入了成功引入了量子化量子化量子化量子化的观念的观念同时又应用了同时又应用了“粒子、粒子、轨道轨道”等等经典概念经典概念和和有关有关牛顿力学牛顿力学规律规律除了氢原子光谱外，在解决其除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的他问题上遇到了很大的困难困难困难困难三、玻尔模型的局限性三、玻尔模型的局限性三、玻尔模型的局限性三、玻尔模型的局限性氦原子光谱氦原子光谱量子化条件的量子化条件的引进没有适当引进没有适当的理论解释。的理论解释。汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型粒子散射实验粒子散射实验
13、粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型原子不可割原子不可割原子不可割原子不可割汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验否定否定建立建立否定否定建立建立否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立出现矛盾出现矛盾? ?玻尔模型玻尔模型玻尔模型玻尔模型复杂（氦）原子复杂（氦）原子复杂（氦）原子复杂（氦）原子光谱光谱光谱光谱量子力学量子力学量子力学量子力学理论理论理
14、论理论 玻尔模型玻尔模型玻尔模型玻尔模型否定否定建立建立观观察察与与实实验验所所获获得得的的事事实实出现矛盾建建建建 立立立立 科科科科 学学学学模模模模型型型型提提提提出出出出科科科科学学学学假假假假说说说说拓展与提高拓展与提高拓展与提高拓展与提高怎样修改玻尔模型？怎样修改玻尔模型？思想：必须彻底放弃经典概念？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在某处单位体积内出现的概率电子云电子云原子结构的认识史原子结构的认识史原子结构的认识史原子结构的认识史学以致用学以致用学以致用学以致用 例例11练习：对
15、玻尔理论的下列说法中，正确的是（练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） A A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设量和电子轨道引入了量子化假设 B B、对经典电磁理论中关于、对经典电磁理论中关于“做加速运动的做加速运动的电荷要辐射电磁波电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同的观点表示赞同 C C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系与原子能量变化之间的定量关系 D D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来
16、的用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的ACD学以致用学以致用学以致用学以致用注意夫兰克一赫兹实验注意夫兰克一赫兹实验注意夫兰克一赫兹实验注意夫兰克一赫兹实验方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。实验的结果，表现在接收极电流随实验的结果，表现在接收极电流随K
17、G间电压的间电压的变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。夫兰克夫兰克赫兹管的赫兹管的I IA AU UG2KG2K曲线曲线O IAacbdeU1U2U3U4U5U6(uA)UG2Ko证明了汞原子能量量子化。该实证明了汞原子能量量子化。该实证明了汞原子能量量子化。该实证明了汞原子能量量子化。该实验卓越的设计思想和实验技巧，验卓越的设计思想和实验技巧，验卓越的设计思想和实验技巧，验卓越的设计思想和实验技巧，以及它在建立原子量子学说方面以及它在建立原子量子学说方面以及它在建立原子量子学说方面以及它在建立原子量子学说方面做出的贡献，受到人们的赞誉。做出的贡
18、献，受到人们的赞誉。做出的贡献，受到人们的赞誉。做出的贡献，受到人们的赞誉。 电子绕核运动将不断电子绕核运动将不断电子绕核运动将不断电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电向外辐射电磁波，电向外辐射电磁波，电向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨子损失了能量，其轨子损失了能量，其轨子损失了能量，其轨道道道道半径不断缩小，半径不断缩小，半径不断缩小，半径不断缩小，最最最最终落在原子核上终落在原子核上终落在原子核上终落在原子核上, , , ,而使而使而使而使原子变得原子变得原子变得原子变得不稳定不稳定不稳定不稳定+经经经经典典典典理理理理论论论论认认认认为为为为事事事事实实实实由于电子轨道的变由于电子轨道的变由于电子轨道的变由于电子轨道的变化是连续的，辐射化是连续的，辐射化是连续的，辐射化是连续的，辐射电磁波的频率等于电磁波的频率等于电磁波的频率等于电磁波的频率等于绕核运动的频率绕核运动的频率绕核运动的频率绕核运动的频率, , , ,连续变化连续变化连续变化连续变化, , , ,原子光原子光原子光原子光谱应该是谱应该是谱应该是谱应该是连续光谱连续光谱连续光谱连续光谱经经经经典典典典理理理理论论论论认认认认为为为为事事事事实实实实原子光谱是原子光谱是原子光谱是原子光谱是不不连续连续的的的的线状谱线状谱线状谱线状谱气体导时发光的原理是什么？气体导时发光的原理是什么？
