高中物理 第2章 第3节 玻尔的原子模型学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP免费

玻尔的原子模型1.玻尔原子理论的内容：(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态中的原子是稳定的，不向外辐射能量。(2)原子从一种定态跃迁到另一定态时，辐射或吸收一定频率的光子能量hν。(3)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。2．氢原子不同能级时电子的轨道半径：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)。氢原子在不同能级上的能量：En＝E1(n＝1,2,3，…)。1．经典电磁理论的困境(1)按照经典电磁理论，原子辐射电磁波的频率应不断变化，这样大量原子发光的频率应当是连续光谱，而实际上原子光谱是不连续的。(2)按照经典电磁理论，电子辐射电磁波，能量不断减少，使得电子绕核运动的轨道半径也要减小，电子应沿螺旋线轨道落入原子核，而实际上原子是稳定的。2．玻尔原子理论(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态中，原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。电子只能处在一些分立的轨道上，绕核转动而不产生电磁辐射。(2)原子从一种定态跃迁到另一定态时，吸收(或辐射)一定频率的光子能量hν，例如，原子从定态E2跃迁到定态E1，辐射的光子能量为hν＝E2－E1。(3)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。原子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨道上运行。轨道半径r跟电子动量mv的乘积满足mevr＝n(n＝1,2,3，…)的轨道才是可能的。n是正整数，称为量子数。3．能级在玻尔的原子理论中，原子只能处于一系列不连续的能量状态，在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫做能级。4．氢原子的能级结构根据玻尔理论，氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径应满足En＝(n＝1,2,3…)，rn＝n2r1(n＝1,2,3…)，式中，E1≈－13.6eV，r1＝0.53×10－10m。5．玻尔理论对氢原子光谱的解释(1)基态：在正常或稳定状态时，原子尽可能处于最低能级，电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨道，此时原子的状态叫做基态。(2)激发态：电子吸收能量后，从基态跃迁到较高的能级，这时原子的状态叫做激发态。(3)能级跃迁：当电子从高能级跃迁到低能级时，原子会辐射能量，当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收能量。由于电子的能级是不连续的，所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是任意的，这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差，能量差值不同，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。1．自主思考——判一判(1)玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型。(×)(2)玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量。(√)(3)原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差。(√)(4)第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm∶rn＝m2∶n2。(√)(5)第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为Em∶En＝n2∶m2。(√)(6)当氢原子由能量为E的定态向低能级跃迁时，其发光频率为ν＝。(×)2．合作探究——议一议(1)请详细阐述原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾。提示：电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。(2)玻尔理论是如何解释氢原子光谱特征的？提示：当电子从高能级跃迁到低能级时，原子会辐射能量；当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收能量。因为电子的能级是不连续的，所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是任意的，这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差。能量差值不同，发射光的频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。对玻尔原子模型的理解1．玻尔原子理论体现出的思想(1)轨道量子化思想：玻尔原子模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不是像行星或卫星那样轨量半径大小可以是任意的值。这样的轨道形式称为轨道量子化。(2)电子跃迁思想：电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫做电子的跃迁。(3)能量量子化思想：由于原子的可能状态(定态...