1、18.4波尔的原子模型波尔的原子模型电子绕核运动将不断向外电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道能量，其轨道半径不断缩半径不断缩小，小，最终落在原子核上最终落在原子核上,而使原子变得而使原子变得不稳定不稳定e+e+vFree原子是稳定的原子是稳定的新课导入由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率，连续变化，波的频率等于绕核运动的频率，连续变化，原子光谱应该是原子光谱应该是连续光谱连续光谱原子光谱是不连原子光谱是不连续的，是续的，是线状谱线状谱新 课 导 入 以上以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经
2、矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，微观现象。为了解决这个矛盾，1913年丹麦的年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。理论。一、波尔原子理论的基本假设一、波尔原子理论的基本假设人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件针对原子核式结构模型提出针对原子核式结构模型提出 围绕原子核运动的电子轨围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些道
3、半径只能是某些分立分立的数值。的数值。且电子在这些轨道上绕核的转且电子在这些轨道上绕核的转动是动是稳定的稳定的，不产生电磁辐，不产生电磁辐射，也就是说，电子的轨道是射，也就是说，电子的轨道是量子化的。量子化的。假说假说1：轨道量子化：轨道量子化人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件 人们常把原子核和它周围的电子比做太阳系或者地球和人造卫星。以地球和人造卫星为例，假如我们发射了一颗卫星、使它在一定的圆轨道上运行。如果需要，可以使这颗卫星的能量稍大一些，在更大一些的轨道上运行。只要技术条件能够达到，轨道半径可以按照需要任意取值。行行星星轨轨道道半半径径是是连连续续
4、的的人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出 电子在不同的轨道上运动，电子在不同的轨道上运动，原子处于不同的状态。玻尔指原子处于不同的状态。玻尔指出，原子在不同的状态中具有出，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。原子是稳定的。假说假说2：能级：能级(定态定态)假说假说人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件 能级：能级：量子化的能量值。量子化的能量值。定态：定态：原子中具有确定能量的稳定状
5、态。原子中具有确定能量的稳定状态。基态：能量最低的状态基态：能量最低的状态(离核最近离核最近)基态基态激发态：其他的能量状态激发态：其他的能量状态激激发发态态量量子子数数123轨轨道道与与能能级级相相对对应应E412345E1E3E2E5En人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件针对原子光谱是针对原子光谱是线状谱提出线状谱提出假说假说3：频率条件：频率条件(跃迁假说跃迁假说)E412345E1E3E2E5EnmnhEE 当电子从能量较高的定当电子从能量较高的定态轨道（设能量为态轨道（设能量为EmEm）跃）跃迁到能量较低的定态轨道迁到能量较低的定态轨道（设能量为
6、（设能量为EnEn）时，会放）时，会放出能量为出能量为hvhv的光子的光子.(mn)反之电子吸收光子时会从能量较低的轨道反之电子吸收光子时会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，同样满足上式关系跃迁到能量较高的轨道，同样满足上式关系人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件4 3 2 1 E4E3E2E1定态假设定态假设跃迁假设跃迁假设4 3 2 1 E4E3E2E1轨道假设轨道假设4 3 2 1波尔的三个假设人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件rn=n2r1En=E1/n2r1=0.053 nm（n=1，2，3，）玻尔从上述假
7、设出发，利用库仑定律和牛顿运动定玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。二、波尔理论对氢光谱的解释二、波尔理论对氢光谱的解释人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件思考与讨论思考与讨论 巴尔末公式中有正整数巴尔末公式中有正整数n n出现，这里我们也用出现，这里我们也用正整数正整数n n来标识氢原子的能级，它们之间是否有某种来标识氢原子的能级，它们之间是否有某种联系？联系？22111()3,4,5,.2Rnn 玻尔的频率条件告诉我们，原子从较高的能级跃迁到较低的能级
8、时，例如从E3跃迁到E2时，辐射的光子的能量为hv=E3-E2。按照玻尔理论，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。人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件 按照这个思路可以根据玻尔理论推导出巴耳末公式，井从理论上算出里德伯常量R的值。这样得到的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作预言氢原子的其他谱线系。因此，巴耳末公式代表的应该是电子从量子数分別为n3，4，5，的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谐线。人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件nmEEhv 人
9、教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件 各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制成五颜六色的霓虹灯。霓虹灯营造出热闹的节日气氛人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件玻尔理论玻尔理论的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的但是也有它的局限性局限性在解决核外电子的运动时在解决核外电子的运动时成功引入了成功引入了量子化量子化的观念的观念同时又应用了同时又应用了“粒子、轨粒子、轨道道”等等经典概念经典概念和有关和有关牛牛顿力学顿力学规律规律除了氢原子光谱外，在解决其除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的他问题上遇到了很大的氦原子光谱氦原子光谱量子化条件的引进没量子化条件的引进没有适当的理论解释有适当的理论解释三、波尔模型的局限性三、波尔模型的局限性人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件 电子云用小黑点的疏密来代表电子在各处单位体积出现的几率大小。甲是氢原子处于n1的状态时的电子云:当2时有几个可能的状态，图乙画的是其中一个状态的电子云。人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件人教版高中物理选修波尔的原子模型课件
