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18．3 氢原子光谱18．4 玻尔的原子模型教学目标（一）知识与技能1．了解光谱的定义和分类。
2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．了解经典原子理论的困难。
4．了解玻尔原子理论的主要内容。
5．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
（二）过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷，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探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识，养成独立自主、勇于创新的精神。
★教学重点1.氢原子光谱的实验规律；2.玻尔原子理论的基本假设。
★教学难点1.经典理论的困难2.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★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述： 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢它的能量怎样变化呢通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
（二）进行新课1．光谱（结合课件展示）早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。
（如图所示）讲述：光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。
有时只是波长成分的记录。
（1）发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。
明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
如图所示。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
高中物理| 18.4波尔的原子模型详解原子核的组成01天然放射现象1. 放射性和放射性元素1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为放射性。
具有发射性的元素称为放射性元素。
2. 天然放射性现象：元素这种自发的放出射线的现象，叫做天然放射现象。
天然放射现象：放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82 的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83 的元素，有的也具有放射性。
天然放射现象02放射型物质发出的射线α 射线、β 射线、γ 射线α 射线：根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫作α射线。
α射线由带正电的α粒子组成。
科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍。
α粒子质量大约等于氦原子的质量。
进一步研究表明α粒子就是氦原子核。
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住。
β 射线：与α 射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β 射线。
研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成。
进一步研究表明β 粒子就是电子。
β 射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板。
γ射线：中间不发生偏转的那束射线叫做γ 射线，研究表明，γ 射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的。
γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板。
03质子和中子的发现（1）质子的发现1919年，卢瑟福用α 粒子轰击氮核，得到了质子。
经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836 倍。
进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。
──质子是原子核的组成部分。
【教学设计】 玻尔的原子模型 课标要求： 1、知道玻尔理论的基本假设的主要内容；2、了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念；3、能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型；4、了解玻尔模型的不足之处及其原因新授课19世纪末20世纪初，人类叩开了微观世界的大门，物理学家根据研究结果提出了关于原子结构的各种模型，卢瑟福的核式结构模型能够很好地解释 粒子散射实验，得到了多数人的支持，但是与经典的电磁理论发生了矛盾．结合上节课所学请思考：主要有哪两方面的矛盾？α粒子散射实验按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上．由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率也会连续变化．事实上，原子是稳定的，辐射电磁波的频率也只是某些确定的值．1913年玻尔提出了自己的原子结构假说1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这一现象叫做轨道量子化；2、不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；3、原子在不同的状态之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．12r n r n = 121E n E n = Λ3,2,1=n光子的发射和吸收原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基态能量高的状态叫激发态．原子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加要吸收能量．原子也可以从激发态向基态跃迁，电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少要辐射出能量，这一能量以光子的形式放出．原子在始、末两个能级Em 和En （ Em>En ）间跃迁时发射光子的频率可以由下式决定：n m E E h -=ν人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱，不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线，玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱．原子从高能级跃迁到低能级时，辐射光子的能量等于前后两个能级之差．由于原子的能级不连续，所以辐射的光子的能量也不连续，从光谱上看，原子辐射光波的频率只有若干分立的值．典例精析：右图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当它们向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
18.4 玻尔的原子模型（人教版）★中学物理学科核心素养玻尔原子理论的基本假设★教学难点玻尔理论对氢光谱的说明。
★教学方法老师启发、引导，学生探讨、沟通。
★教学用具：投影片，多媒体协助教学设备★课时支配1 课时★教学过程（一）引入新课依据卢瑟福的原子核式结构模型，以及经典物理学，我们知道核外的电子在库仑力的作用下将绕原子核高速旋转。
在前面的学习中，我们知道运动的电子可以形成等效电流，→又依据电流磁效应，我们可以推导出这个高速运动的电子四周会产生周期性变更的电磁场，从而向外辐射电磁波→导致原子的能量削减→，这个能量削减，我们可以看成是电子的动能削减了，那电子的动能削减了，速度就要变少，速度变小了，电子将半径减小的向心运动，最终落入原子核中，这样的话原子结构将是不稳定的。
但是事实上这个理论推导结果跟试验是不符合的，因为我们原子结构是稳定的，这是经典物理学没有方法说明的，这是第一个冲突的地方师：其次，假如做这样的向心运动，向外辐射的电磁波的能量是连续的还是分立的生：连续的师：这与试验符合吗？生：不符合，因为我们知道原子光谱是不连续的师：所以，经典的电磁理论不能说明核外的电子的运动状况和原子的稳定性.须要新的理论来说明。
老师：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年把量子化这个观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。
（二）进行新课1．玻尔的原子理论（1）轨道量子化假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动但是，电子轨道半径不是随意的，只有当半径大小符合肯定条件时，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。
（2）能级（定态）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。
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。
