第十八章第四节玻尔的原子模型
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第4节 玻尔的原子模型P63学生要分清若干名词:量子化、能级、定态、基态、激发态、跃迁P65思考与讨论巴耳末公式中有正整数n 出现,这里我们也用正整数n 来标志氢原子的能级,它们之间是否有某种联系?)121(122nR -=λ , n m E E h -=ν……原子从较高的能级E 2跃迁到较低的能级E 1时,辐射的光子的能量为 12E E h -=ν……巴耳末公式中的正整数n 和2,正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的定态轨道的量子数n 和2。
因此,巴耳末公式代表的应该是电子从量子数分别为n = 3,4,5 … 的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线。
按照这个思路可以根据玻尔理论推导出巴耳末公式,并从理论上算出里德伯常量R 的值,所得结果与实验值符合得很好。
同样,玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系。
审美体验P65弗兰克-赫兹实验――可以略去汞蒸汽--4.9eVP67玻尔模型的局限性:定量解释只适用于氢原子。
玻尔模型保留了“轨道”的概念,但实际上……--如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率,画出图来,就像云雾一样,可以形象地称做电子云。
P68第1题: 1. 用玻尔理论解释,当巴耳末公式n =5时计算出的氢原子光谱的谱线,是哪两个能级之间的跃迁造成的?请用氢原子能级图中的数据计算这条谱线的波长,再用巴耳末公式计算它的波长。
比较用这两种方法计算的结果。
)121(122nR -=λ , n m E E h -=ν 目的:体会科学美,加深对于原子能级与分立的光谱线间关系的认识。
不要再用巴尔末公式做其他题目。
第4节玻尔的原子模型1.丹麦物理学家玻尔提出玻尔理论的基本假设(1)定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态之中,这些状态中能量是稳定的。
(2)跃迁假设:原子从一个定态跃迁到另一个定态,辐射或吸收一定频率的光子。
hν=E m-E n。
(3)轨道假设: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。
2.氢原子的轨道半径r n=n2r1,n=1,2,3,…氢原子的能量:E n=1n2E1,n=1,2,3,…一、玻尔原子理论的基本假设1.玻尔原子模型(1)原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做圆周运动。
(2)电子绕核运动的轨道是量子化的。
(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的,且不产生电磁辐射。
2.定态当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,原子在不同的状态中具有不同的能量,即原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫做能级,原子具有确定能量的稳定状态,称为定态。
能量最低的状态叫做基态,其他的能量状态叫做激发态。
3.跃迁当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为E n,m>n)时,会放出能量为hν的光子,该光子的能量hν=E m-E n,这个式子被称为频率条件,又称辐射条件。
二、玻尔理论对氢光谱的解释1.解释巴耳末公式(1)按照玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν=E m-E n。
(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和2。
并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好。
2.解释氢原子光谱的不连续性原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级差,由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
三、玻尔理论的局限性1.成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功解释了氢原子光谱的实验规律。
4 玻尔的原子模型1.知道玻尔原子模型及能级、跃迁、激发态、基态等概念。
2.理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系。
3.了解玻尔理论的成功之处和局限之处。
按照经典电磁理论的说法,只要给原子提供一定的能量,原子就会由低能量状态跃迁到高能量状态。
实际上对于某种元素的原子,只有吸收一些特定大小的能量原子才能从低能量状态向高能量状态跃迁,这是为什么呢?提示:原子只有吸收大小为两能级之差的能量才会发生跃迁。
1.玻尔原子理论的基本假设(1)轨道量子化:玻尔认为,电子绕原子核做圆周运动,服从经典力学的规律,但轨道不能是任意的,只有当半径的大小符合一定条件时,这样的轨道才是可能的。
也就是说,电子的轨道是________的。
电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的,不产生______辐射。
(2)定态:电子在不同轨道上运动时能量是不同的,轨道的量子化势必对应着能量的量子化,这些量子化的能量值叫做______。
这些具有确定的能量稳定状态称为______,能量最低的状态叫做______。
也就是说,原子只能处在一系列________的能量状态中。
(3)频率条件:当电子从能量______的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时,会辐射出能量为hν的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=________。
反之会吸收光子。
思考:为什么原子光谱是线状谱?2.玻尔理论对氢原子光谱的解释(1)玻尔理论解释巴耳末公式:按照玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν=E m-E n;巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后的__________的量子数n和2。
并且理论上的计算和实验测量的______________符合得很好,同样,玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
(2)解释气体放电发光:气体放电管中的原子受到________________的撞击,有可能跃迁到激发态,激发态是不稳定的,会自发地向低能级跃迁,放出光子。