高中物理选修3-5 18.4《波尔的原子模型》38张ppt-经典通用课件资料.ppt

18.4玻尔的原子模型2021/10/101

经典理论的困难核外电子绕核运动辐射电磁波电子轨道半径连续变小原子不稳定辐射电磁波频率连续变化事实上：原子是稳定的辐射电磁波频率只是某些确定值2021/10/102

历史回顾在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，波尔于1913年把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α散射实验。但是，经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。2021/10/103

丹麦物理学家。玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，1922年获得诺贝尔物理学奖。对二十世纪物理学的发展有深远的影响。爱因斯坦评价说：“作为一个科学的思想家，玻尔具有那么惊人的吸引力，在于他具有大胆和谦逊两种品德难得的结合”他是卢瑟福的学生，在其影响下具有严谨的科学态度，勤奋好学，平易近人，后来很多的科学家都有纷纷来到他身边工作。当有人问他，为什么能吸引那么多科学家来到他身边工作时，他回答说：“因为我不怕在青年面前暴露自已的愚蠢”。这种坦率和实事求是的态度是使当时他领导的哥本哈根理论研究所永远充满活力，兴旺发达的原因。2021/10/104

1、轨道假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律。一、玻尔原子理论的基本假设氢原子中电子轨道的最小半径但是，电子轨道半径不是任意的，只有当半径大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。即电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。2021/10/105

2、能级假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同状态,具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。一、玻尔原子理论的基本假设氢原子在基态（第一能级）的能量：这些量子化的能量值叫能级；原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态。能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。2021/10/106

氢原子的轨道及对应的能级n?∞：电子脱离核束缚12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV氢原子能级图2021/10/107

3、跃迁假设：当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En，mn）时，它辐射出一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即一、玻尔原子理论的基本假设反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由两种定态的能量差决定。2021/10/108

轨道半径：能量：（n=1,2,3……)式中r1=0.53×10-10m、E1=-13.6ev二、玻尔理论对氢光谱的解释氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量频率条件2021/10/109

n=6n=5n=4n=1n=3n=2根据：E=hv，λ=c/v又Eδ=1.89eV=3.03×10-19J所以，λδ=hc/Eδ=6.63×10-34×3.0×10-8/3.03×10-19J=6.57×10-7(m)（巴尔末系）HδHγHβHα2021/10/1010

HδHγHβHαn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴尔末系氢吸收光谱2021/10/1011

－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/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2021/10/1012

大量氢原子处于n=4激发态1、会辐射出几种频率的光？2、其中波长最短的是在哪两个能级之间跃迁时发出的？12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV光子的能量必须等于能级差2021/10/1013

电离：电离后电子剩余动能为：注意：En为负值思考: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？使原子电离12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV2021/10/1014

实物粒子使原子跃迁实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地为原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，也可使原子受激发而向较高能级跃迁。知识拓展：2021/10/1015

夫兰克—赫兹实验的历史背景及意义：1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子核式结构