高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十八章 4 玻爾的原子模型知識(shí)點(diǎn)總結(jié)課件 新人教版.pptVIP

4 玻爾的原子模型 知識(shí)點(diǎn)1玻爾原子理論的基本假設(shè) 知識(shí)點(diǎn)2玻爾理論 1 原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差 由于原子的能級(jí)是分立的 所以放出的光子的能量也是分立的 因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線 2 由于不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu) 能級(jí)各不相同 因此輻射 或吸收 的光子頻率也不相同 這就是不同元素的原子具有不同的特征譜線的原因 知識(shí)點(diǎn)3玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋 1 玻爾理論對(duì)巴耳末公式的解釋 h em en 根據(jù)頻率條件 輻射的光子的能量 巴耳末公式之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2 因此 巴耳未公式代表的應(yīng)該是電子從量子數(shù)分別為n 3 4 5 的能級(jí)向量子數(shù)n 2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線 因此根據(jù)玻爾理論可以推導(dǎo)出巴耳末公式 并從理論上計(jì)算出里德伯常量r的值 所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合得很好 同樣 玻爾理論也能很好地解釋甚至預(yù)言氫原子的其他譜 代表的應(yīng)該是電子從量子數(shù)分別為n 2 3 4 的能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線 2 解釋稀薄氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光導(dǎo)電現(xiàn)象 通常情況下 原子處于基態(tài) 基態(tài)是最穩(wěn)定的 氣體導(dǎo)電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊 有可能躍遷到激發(fā)態(tài) 處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的 會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷 最終回到基態(tài) 放出光子 形成 輝光現(xiàn)象 3 解釋原子的特征譜線 原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差 由于原子的能級(jí)是分立的 所以放出的光子的能量也是分立的 因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線 由于不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu) 能級(jí)各不相同 因此輻射 或吸收 的光子頻率也不相同 這就是不同元素的原子具有不同的特征譜線的原因 知識(shí)點(diǎn)4玻爾理論的成就和局限性 1 玻爾理論的成就 將量子觀念引入了原子領(lǐng)域 提出了定態(tài)和躍遷的概念 解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 2 玻爾理論的局限性 無法解釋稍微復(fù)雜的原子的光譜現(xiàn)象 它的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念 把電子的運(yùn)動(dòng)仍然看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng) 3 實(shí)際上 原子中電子的運(yùn)動(dòng)并沒有確定的軌道 而是可以出現(xiàn)在原子內(nèi)的核外整個(gè)空間 只是在不同地方出現(xiàn)的概率不同 當(dāng)原子處在不同的能量狀態(tài)時(shí) 電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的 用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的概率 畫出圖 來 就像云霧一樣 可以形象地稱為電子云 圖18 4 1甲是氫原子處于n 1的能級(jí)時(shí)的電子云 當(dāng)氫原子處于n 2的能級(jí)時(shí) 它有幾個(gè)可能的狀態(tài) 圖乙畫的是其中一個(gè)狀態(tài)的電子云 對(duì)于氫原子 計(jì)算表明 玻爾理論中的電子軌道正是電子出現(xiàn)概率最大的地方 圖18 4 1 知識(shí)點(diǎn)5弗蘭克 赫茲實(shí)驗(yàn) 1 如果原子的能級(jí)是分立的 那么用碰撞的方式使原子吸收的能量 即其他粒子轉(zhuǎn)移給原子的能量 也應(yīng)該是量子化的 2 1914年 弗蘭克和赫茲采用電子轟擊汞原子 發(fā)現(xiàn)電子損失的能量 也就是汞原子吸收的能量 是分立的 從而證明汞原子的能量是量子化的 知識(shí)點(diǎn)6原子躍遷條件與規(guī)律 h em en 頻率條件 只適應(yīng)于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況 對(duì)于光子和原子作用而使原子電離的情況 則不受此條件的限制 這是因?yàn)?原子一旦電離 原子結(jié)構(gòu)即被破壞 因而不再遵守有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的理論 如 只要大于或等于13 6ev的光子都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離 只不過入射光子的能量越大 原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大 至于實(shí)物粒子和原子碰撞的情況 由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分地被原子吸收 所以只要入射粒子的動(dòng)能大于或等于原子某兩定態(tài)能量之差 也可使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷 基態(tài)氫原子的電離能為13 6ev 例題 根據(jù)玻爾理論 下列關(guān)于氫原子的論述正確的是 解析 選c 原子由能量為en的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí) 輻射的光子能量等于能級(jí)差 故a錯(cuò) 電子沿某一軌道統(tǒng)核運(yùn)動(dòng) 處于某一定態(tài) 不向外輻射能量 故b錯(cuò) 電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道 能級(jí)降低 因而要輻射某一頻率的光子 故c正確 原子吸收光子后能量增加 能級(jí)升高 故d錯(cuò) 答案 c 1 氫原子放出一個(gè)光子后電子由外軌道躍遷到內(nèi)軌道 根 據(jù)玻爾理論 氫原子的 b a 核外電子的電勢(shì)能增大b 核外電子的動(dòng)能增大c 核外電子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期變大d 氫原子的能量增大 題型1 玻爾理論 例題 關(guān)于玻爾的原子模型理論 下面說法正確的是 a 原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中b 原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的c 原子中的核外電子繞核做加速運(yùn)動(dòng)一定向外輻射能量d 原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的 解析 玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在原子結(jié)構(gòu)問題上遇到的困難 引入量子化觀念建立了新的原子模型理論 主要內(nèi)容為 電子軌道是量子化的 原子的能量是量子化的 處在定態(tài)的原子不向外輻射能量 解決了原子遇到的問題 由此可知b正確 答案 b 1 下列不是玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有 a 原子處在具有一定能量的定態(tài)中 雖然電子做加速運(yùn) 動(dòng) 但不向外輻射能量 b 原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng) 相對(duì)應(yīng) 而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 c 電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí) 輻射 或吸收 一定頻率的光子 d 電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn) 動(dòng)的頻率 解析 a b c三項(xiàng)都是玻爾提出來的假設(shè) 其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級(jí)躍遷學(xué)說的提出 也就是 量子化 概念 原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運(yùn)動(dòng)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng) 是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)合 電子躍遷輻射的能量為 答案 d 題型2 能級(jí)躍遷 例題 對(duì)于基態(tài)氫原子 下列說法中不正確的是 a 它能吸收10 2ev的光子b 它能吸收11ev的光子c 它能吸收14ev的光子d 它能吸收具有11ev動(dòng)能的電子的部分能量 解析 10 2ev剛好是氫原子n 1和n 2兩能級(jí)能量之差 而11ev則不是氫原子基態(tài)和任一激發(fā)態(tài)間的能量之差 因而a正確 b錯(cuò)誤 基態(tài)氫原子能吸收14ev的光子而被電離 且電離后的自由電子獲得0 4ev的動(dòng)能 故c正確 基態(tài)氫原子也能吸收具有11ev動(dòng)能的電子一部分動(dòng)能 10 2ev 而躍遷到n 2的定態(tài) 使與之作用的電子剩余0 8ev的動(dòng)能 可見應(yīng)選b 答案 b 規(guī)律總結(jié) 氫原子與光子和實(shí)物粒子的作用是不同的 對(duì)于能量小于氫原子電離能 13 6ev 的光子 只有其能量剛好能使氫原子向某高能級(jí)躍遷的光子才能被基態(tài)氫原子吸收 否則不能吸收 對(duì)于能量等于或大于氫原子電離能的光子 則能被基態(tài)氫原子吸收而使氫原子電離 多余的能量變?yōu)樽杂呻娮拥膭?dòng)能 對(duì)于實(shí)物粒子 只要其動(dòng)能滿足使氫原子向高能級(jí)躍遷 便能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向高能級(jí)躍遷 多余的能量仍為實(shí)物粒子的動(dòng)能 總之 氫原子只能吸收整個(gè)光子 但是卻能吸收實(shí)物粒子的部分動(dòng)能 2 2011年深圳一模 已知金屬鉀的逸出功為2 22ev 氫原子的能級(jí)如圖18 4 2所示 一群處在n 3能級(jí)