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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/10/10,#,第,4,节：玻尔,的原子模型,第 4 节：玻尔的原子模型,1,电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道,半径不断缩小，,最终落在原子核上,而使原子变得,不稳定,+,经典理论认为,事 实,+,原子是稳定的,卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的,矛盾,电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径,2,经典理论认为,事 实,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，原子光谱,应该是,连续光谱,原子光谱是不连续,的，是,线状谱,卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的,矛盾,经典理论认为事 实由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波,3,以上,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微观现象。为了解决这个矛盾，,1913,年丹麦的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，提出了玻尔理论。,以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用,4,针对原子核式结构模型提出,围绕,原子核运动的电子轨道半径只能是某些,分立,的数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是,稳定的,，不产生电磁辐射，也就是说，电子的轨道是量子化,的。,一、玻尔原子理论的基本假设,假说,1,：轨道,量子化,+,分立轨道,针对原子核式结构模型提出 围绕原子核运动的电子轨道半径,5,针对原子的稳定性提出,电子,在不同的轨道上运动，原子处于不同的,状态,。,玻尔,指出，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。,假说,2,：能级,(,定态,),假说,针对原子的稳定性提出 电子在不同的轨道上运动，原子处于,6,能级,：,量子化的能量值。,定态,：,原子中具有确定能量的,稳定状态,。,基态：能量最低的,状态,(,离,核,最近,),基态,激发态：其他的状态,激发态,量子数,1,2,3,轨道与能级相,对应,E,4,1,2,3,4,5,E,1,E,3,E,2,E,5,E,n,能级：量子化的能量值。定态：原子中具有确定能量的稳定状态,7,针对原子光谱,是,线状谱,提出,假说,3,：频率条件,(,跃迁假说,),E,4,1,2,3,4,5,E,1,E,3,E,2,E,5,E,n,原子,在始、末两个,能级,E,m,和,E,n,(,E,m,E,n,),间,跃迁,时，发射,(,或吸收,),光子,的频率可以由前后能级的能量差,决定：,针对原子光谱是假说3：频率条件(跃迁假说)E412345E1,8,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,吸收光子,电子,所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量,减少,辐射光子,光子的发射和吸收,基,态,(,E,m,E,n,),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,9,r,n,=,n,2,r,1,E,n,=,E,1,/,n,2,r,1,=0.053 nm,（,n,=1,，,2,，,3,，,）,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,二、玻尔理论对氢光谱的解释,rn=n2r1En=E1/n2r1=0.053,10,这里,的电势,能,E,p,0,，原因是规定了,无限远处的电势能为零,。这样,越是里面轨道电势能越少，负得越多,。,量子数,n,=1,定态，能量值最小，电子动能最大，电势能最小,；,量子数,越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越,大,。,跃迁,时电子动能、原子电势能与原子能量的变化,：当,轨道 半径,减小时，库仑引力做正功，原子的电势,能,E,p,减小,，电子动能增大，原子能量,减小。反之,，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量,增大。,这里的电势能 Ep0，原因是规定了无限远处的电势能为零。,11,1,2,3,4,5,0,n,E,/eV,赖曼系（紫外线）,巴耳末系（可见光）,帕邢系（红外线）,布喇开系,逢德系,N=1,N=2,N=3,N=4,N=5,N=6,轨道与能级相对应,成功解释了氢光谱的所有,谱线,+,123450 nE/eV赖曼系,12,巴耳末系,-,13.6 eV,-,3.40 eV,-,1.51 eV,-,0.85 eV,-,0.54 eV,0,n,=1,n,=2,n,=3,n,=4,n,=5,n,=,巴,尔末公式有,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关系？,巴尔末公式：,巴耳末系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0,13,n=6,n=5,n=4,n=1,n=3,n=2,H,H,H,H,H,n=6n=5n=4n=1n=3n=2HHHHH,14,从,高,能级向,低,能级,跃迁,发射光子：,以,光子形式,辐射出去,（原子发光现象,）。,2.,从,低,能级向,高,能级,跃迁,(1),吸收光子,对于,能量大于或等于,13.6eV,的,光子,(,电离,),；,对于,能量,小于,13.6eV,的,光子,(,要么,全被吸收，要么不,吸收,),。,(2),吸收,实物粒子,能量,只要,实物粒子动能足以使氢原子向高能级,跃迁，就,能被,氢,原子,吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级,跃迁，多余,能量,仍为实物粒子,动能,。,从高能级向低能级跃迁2.从低能级向高能级跃迁(1),15,16,玻尔理论,成功,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,局限性,在解决核外电子的运动时成功引入了,量子化,的观念,同时又应用了,“,粒子、轨道,”,等,经典概念,和有关,牛顿力学,规律,除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的,困难,三、玻尔模型的,局限性,氦原子光谱,量子化条件的引进没有适当的理论,解释,玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但,17,汤姆孙发现,电子,汤姆孙的西瓜模型,粒子散射实验,卢瑟福的核式结构模型,原子不可割,汤姆孙的西瓜模型,原子稳定性,事实氢光谱实验,卢瑟福的核式结构模型,出现矛盾,?,玻尔模型,复杂（氦）原子光谱,量子力学理论,玻尔,模型,出现矛盾,原子结构的认识史,否 定,建 立,否 定,建 立,出现矛盾,否 定,建 立,否 定,建 立,怎样修改玻尔模型？,思想：必须彻底放弃经典,概念,关键：用电子云概念取代经典的轨道概念,电子在某处单位体积内出现的,概率,电子云,建,立,科,学,模,型,提,出,科,学,假,说,观察与实验所获得的事实,汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型粒子散射实验卢瑟福的核式结构,18,1.,按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃,迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确,的是,(),A.,电子的动能变大，电势能变大，总能量变大,B.,电子的动能变小，电势能变小，总能量变小,C.,电子的动能变小，电势能变大，总能量不变,D.,电子的动能变小，电势能变大，总能量变大,D,1.按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃D,19,2,.,根据,玻尔理论，某原子的电子从能量,为,E,的,轨道跃迁到能量,为,E,的,轨道，,辐射出波长,为,的,光，,以,h,表示,普朗克常量，,c,表示,真空中的光速，,则,E,等于,(),B,.,C,.,D,.,C,2.根据玻尔理论，某原子的电子从能量为 E 的轨道跃迁到,20,3.,欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施,是,(),A.,用,10.2,eV,的光子照射,B.,用,11 eV,的光子照射,C.,用,14 eV,的光子照射,D.,用,11 eV,的电子碰撞,ACD,3.欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施ACD,21,AD,4.,如,图所示为氢原子的能级图，若用能量,为,12.75 eV,的,光子,去照射大量处于基态的氢原子，,则,(,),A.,氢原子,能从基态跃迁,到,n,=4,的,激发态,上去,B.,有,的氢原子能从基态跃迁,到,n,=3,的,激发态,上去,C.,氢原子,最多能,发射,3,种,波长不同的,光,D.,氢原子,最多能,发射,6,种,波长不同的光,AD4.如图所示为氢原子的能级图，若用能量为 12.75,22,5,.,一群,处于基态的氢原子吸收某种单色光的光子后,，,只能,发出频率,为,1,、,2,、,3,的,三种光子，,且,1,2,3,，,则,(),A,.,被,氢原子吸收的光子的能量,为,h,1,B,.,被,氢原子吸收的光子的能量,为,h,2,C,.,1,=,2,+,3,D,.,被,氢原子吸收的光子的能量为,h,1,+,h,2,+,h,3,AC,5.一群处于基态的氢原子吸收某种单色光的光子后，AC,23,2200,2200,24,1.,一方面，城市是可爱的。它创造了现代文明，并耀武扬威地显摆着现代文明的物质成果，引诱着人们集聚其中。,2.,在这里，不仅有四通八达的交通网络、美轮美奂的摩天大楼、令人咋舌的财富神话、繁忙紧张的生活节奏、层出不穷的竞争机会、丰富多彩的文娱生活，而且生活于其中的人们能够分享财富的盛宴、发展的成果，能够编织梦想、追求理想，能够开阔眼界、增长见识，能够施展才华、实现自我。,3.,另一方面，城市是可怜的。它远离了自然，侵害了人心，异化了人性。我们的不少城市，不仅没能把物质成果转化成让人们快乐、幸福的动力，反而把人们变成了追逐名利的工具。至少目前，在很多城市里，绿色消失了，纯净的水源消失了，清新的空气消失了，安全的食品消失了，人与自然的和谐共处成了遥远的神话，人与人的信任成了黄牙小儿的天真妄想。,4.,浊雾笼罩下的财富不夜城，不仅侵蚀了星星的亮光，而且泯灭了心灵的光芒，使我们的眼睛近视、散光且老花，失去了辨别真伪、美丑、善恶的天然能力，使我们的心迷茫且苦闷。生活在城市，我们几乎忘了：夜，本该是黑的，本该是有星星的，本该是安静的，本该带着人们心安理得地歇息的。,5.,如今的城里人，很少享受到夜的黑与美。其实，我心里也明白，城乡各有其美。所以，久居乡村的人们向往城市的繁华，久居城市的人们向往田园的恬静。二者的主要区别在于：城市生贪欲，田园守天心。贪欲破坏自然，让人浮躁，使人隔阂，虽富贵而不能心安；天心带来和谐，让人心静，使人互信，顺应环境总能让人快乐。,6.,铜山湖远离城市，所以，能够本分地、无欲无求地、自然而然地进行着四季轮回、昼夜更替，春绿夏艳秋静冬安，白天张扬着活力，夜晚安守着宁静。她，不近人亦不远人，不为秋愁亦不为春喜，只顺其自然地存在着，任人亲疏。,7.,记得易系辞上说过这样的话：圣人与天地相似，所以不违背自然规律；知道周围万物而以其道成就天下，所以不会有过失；乐天知命，没有忧愁；安于所居之地，敦厚而施行仁德，所以能爱。,1.一方面，城市是可爱的。它创造了现代文明，并耀武扬威地显,25,
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