2020_2021学年高中物理第二章原子结构4玻尔的原子模型能级教案1教科版选修3_5.doc

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1、玻尔的原子模型能级【教学目标】一、知识与技能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。二、过程与方法通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。三、情感、态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】玻尔原子理论的基本假设【教学难点】玻尔理论对氢光谱的解释。【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流。【教学用具】投影片，多媒体辅助教学设备，课件【教学课时】1课时【教学过程】复习导入：回顾科学家对原子结构的认识史汤姆孙发现电子→否定原

2、子不可再分→建立汤姆孙的枣糕模型→α粒子散射实验→否定汤姆孙的枣糕模型→建立卢瑟福的核式结构模型→原子稳定性光谱实验→完善卢瑟福的核式结构模型→？？？为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。进行新课一、玻尔的原子理论（三个重要假设）-6-1．能级（定态）假设：（本假设针对线状谱提出）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。2．跃迁假设：（本假设是针对原子稳定性提出的）原子从一种定态（设能量为E

3、n）跃迁到另一种定态（设能量为Em）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（h为普朗克常量）3．轨道量子化假设：（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）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、用玻尔的原子理论解释氢光谱1．玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子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：1．轨道半径：n=1，2，3……r1×10-10

4、m，r2×10-9m能量：n=1，2，3……E1=-13.6eV，E2式中r1、E1、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。注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。-6-例：n=2：E2=-3.4eV，n=3：E3=-1.51eV，n=4，E4=-0.85eV，……2．氢原子的能级图氢原子的

5、能级图如图所示。3．玻尔理论对氢光谱的解释（1）基态和激发态基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。（2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。其光子的能量为：-6-（或光子频率，光子波长）处于激发态的原子是不稳定的，它会自

6、发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态。能辐射光谱条数。要使电子发生跃迁，其轨道（能量）量子化意味着它只能吸收特定的能量（只能为能级间的能量差）；或者你能量足够大（使其能量大于0），让它发生电离！说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。三、玻尔理论的局限性玻

7、尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道，并且对量子化条件的引进没有适当的理论解释。延伸拓展：电子在某处单位体积内出现的概率——电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率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。-6-课堂小结玻尔的原子模型是把卢瑟福的学说和量子理论结合，以原子的稳定性和原子的明线光谱作为实

8、验基础而提出的。认识玻尔理论的关键是从“不连续”的观点理解电子的可能轨道和能量状态。玻尔理论对氢光谱的解释是成功的，但对其他光谱的解释就出现了较大的困难，显然玻尔理论有一定的局限性。【课堂练习】（课件演示）【例1】　玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有(　ABC　)A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从一个轨道