量子论视野下的原子模型课件.ppt

回顾,卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a粒子的散射实验，初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。,经典理论的困难,核外电子绕核运动,事实上：原子是稳定的,辐射电磁波频率只是某些确定值,一、玻尔把量子论引入原子模型：,为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。,玻尔理论的主要内容：,1、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。,能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。,氢原子在基态（第一能级）的能量：,2、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。,En=,式中r1(r1=0.531010m)、E1(E1=13.6eV)、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。,玻尔理论,3、原子从一种定态（设能量为Em）跃迁到另一种定态（设能量为En）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,当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En，mn）时，它辐射出一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定,反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由两种定态的能量差决定。,hv=E2 E1,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级,能级：,3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态,2、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,四、氢原子的能级图：,激发态,基态,大量氢原子处于n=4激发态,1、会辐射出几种频率的光？,2、其中波长最短的是在哪两个能级之间跃迁时发出的？,光子的能量必须等于能级差,电离：,电离后电子剩余动能为：,注意：En为负值,思考:分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，结果如何？,使原子电离,4、原子发光现象：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，这就是原子发光现象。,六、玻尔理论的成就和局限,玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条件问题，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,氦原子光谱,波尔理论还没有完全解释微观粒子运动的规律。,六、玻尔理论的成就和局限,一、玻尔原子理论的基本假设,1、轨道假设：,2、能级假设：,3、跃迁假设：,二、玻尔理论对氢光谱的解释,三、玻尔模型的局限性,小结,课堂练习：,1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（）A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量 和电子轨道引入了量子化假设 B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷 要辐射电磁波”的观点提出了异议 C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与 原子能量变化之间的定量关系 D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用 经典电磁理论和牛顿力学计算出来的,ABCD,2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（）A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状 态都对应一定的能量 B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只 要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要 辐射一定频率的光子 D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的,C,3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列 说法中正确的是（）A、电子轨道半径越大 B、核外电子的速率越大 C、氢原子能级的能量越大 D、核外电子的电势能越大,ACD,4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的 半径（）A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值 C、可以取一系列不连续的任意值 D、是一系列不连续的特定值,D,5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（）A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子,C,