玻爾的原子模型-公開課課件

18.4玻爾的原子模型18.4玻爾的原子模型19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界的大門，物理學(xué)家根據(jù)研究提出了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的各種模型，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好的解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到了多數(shù)人的支持，但是與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾．著名的粒子散射實(shí)驗(yàn)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界的大門，物理按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)去推斷，在軌道上運(yùn)動(dòng)的電子帶有電荷，運(yùn)動(dòng)中要輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上．由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率也會(huì)連續(xù)變化．事實(shí)上，原子是穩(wěn)定的，輻射電磁波的頻率也只是某些確定的值．按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)去推斷，在軌道上運(yùn)動(dòng)的人們早在了解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了氣體光譜，不過那時(shí)候無法解釋為什么氣體光譜只有幾條互不相連的特定譜線人們早在了解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了玻爾的原子模型-公開課課件1、軌道量子化圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值，這些現(xiàn)象叫做軌道量子化；2、定態(tài)假說不同的軌道對應(yīng)著不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子在做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的；3、能量量子化原子在不同的狀態(tài)之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。1913年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說玻爾1、軌道量子化圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)光子的發(fā)射和吸收光子的發(fā)射和吸收原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，電子所受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少要輻射出能量，這一能量以光子的形式放出．原子最低能級所對應(yīng)的狀態(tài)叫做基態(tài)，比基態(tài)能量高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)．原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，電子克服庫侖引力做功增大電勢能，原子的能量增加要吸收能量．光子的發(fā)射和吸收原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，電子所受庫侖力做正功原子在始、末兩個(gè)能級Em和En（Em>En）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率可以由下式?jīng)Q定：光子的發(fā)射和吸收原子在始、末兩個(gè)能級Em和En（Em>En）間躍玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量．氫原子能級玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的1.電離:原子吸收能量使電子脫離原子束縛的現(xiàn)象.2.能級:氫原子在各種定態(tài)時(shí)的能量值叫做能級:按能級由低到高為1、2、3…n(n為整數(shù))如:氫原子各能級可表示為E1、E2、E3…..En1.電離:原子吸收能量使電子脫離原子束縛的現(xiàn)象.2.能級:氫例題：的電子轟擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達(dá)到的最高能態(tài)；(2)氫原子由上述最高能態(tài)自發(fā)向下躍遷發(fā)出的光子可能的波長有幾種？各為為多少？(3)欲使處于基態(tài)的氫原子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？解：（1）n=4（2）可能的躍遷n=1n=2n=4n=3例題：的電子轟擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達(dá)到的最4－23－24－23－2（3）氫原子電離能能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜（3）氫原子電離能能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)歷史背景及意義:1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。1913年，玻爾將普朗克量子假說運(yùn)用到原子核式結(jié)構(gòu)模型，建立了與經(jīng)典理論相違背的兩個(gè)重要概念：原子定態(tài)能級和能級躍遷概念。電子在能級之間躍遷時(shí)伴隨電磁波的吸收和發(fā)射，電磁波頻率的大小取決于原子所處兩定態(tài)能級間的能量差。隨著英國物理學(xué)家埃萬斯對光譜的研究，玻爾理論被確立。但是任何重要的物理規(guī)律都必須得到至少兩種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)方法的驗(yàn)證。隨后，在1914年，德國科學(xué)家夫蘭克和他的助手赫茲采用電子與稀薄氣體中原子碰撞的方法(與光譜研究相獨(dú)立)，簡單而巧妙地直接證實(shí)了原子能級的存在，從而為玻爾原子理論提供了有力的證據(jù)。夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)歷史背景及意義:1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)（1914）實(shí)驗(yàn)裝置K極G極電壓VG極加反向電壓P極熱陰極柵極VAKGP接受極電子在其中的運(yùn)動(dòng)簡單描述:從熱陰極K發(fā)出,經(jīng)UGK電場加速運(yùn)動(dòng)到柵極G；由于接受極電壓小于柵極電壓，電子在G—>P過程中將減速；只有到G極的電子具有較大能量時(shí)，才可以克服反電場UPG到達(dá)接受極板P，從而才可能通過回路，形成電流。因此回路中的電流依賴于電子運(yùn)動(dòng)到柵極后的能量。（1）調(diào)節(jié)UGK兩端電壓，回路中電流將增加。（單調(diào)關(guān)系）（2）容器內(nèi)充滿氣體又如何？夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)（1914）實(shí)驗(yàn)裝置K極G極電壓VG極加反向(1)改變V，到達(dá)P極的電子增加。(2)V=后，形成一峰值(3)每隔V=，就有一峰值出現(xiàn)。為什么?051015100200300（V）實(shí)驗(yàn)結(jié)果:熱陰極柵極VAKGP接受極汞蒸氣獲得1925年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)汞原子選擇吸收，的量子態(tài)。時(shí)，電子碰撞汞原子時(shí)其能量幾乎沒有損失。電子能量=？=2*？…(1)改變V，到達(dá)P極的電子增加。(2)V=后，形成一峰值玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性．在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了“軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難．玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率——電子云電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率——電子云玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，把原子結(jié)構(gòu)的理論向前推進(jìn)了一步．玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，把原子謝謝

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再見18.4玻爾的原子模型18.4玻爾的原子模型19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界的大門，物理學(xué)家根據(jù)研究提出了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的各種模型，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好的解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到了多數(shù)人的支持，但是與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾．著名的粒子散射實(shí)驗(yàn)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界的大門，物理按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)去推斷，在軌道上運(yùn)動(dòng)的電子帶有電荷，運(yùn)動(dòng)中要輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上．由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率也會(huì)連續(xù)變化．事實(shí)上，原子是穩(wěn)定的，輻射電磁波的頻率也只是某些確定的值．按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)去推斷，在軌道上運(yùn)動(dòng)的人們早在了解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了氣體光譜，不過那時(shí)候無法解釋為什么氣體光譜只有幾條互不相連的特定譜線人們早在了解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了玻爾的原子模型-公開課課件1、軌道量子化圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值，這些現(xiàn)象叫做軌道量子化；2、定態(tài)假說不同的軌道對應(yīng)著不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子在做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的；3、能量量子化原子在不同的狀態(tài)之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。1913年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說玻爾1、軌道量子化圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)光子的發(fā)射和吸收光子的發(fā)射和吸收原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，電子所受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少要輻射出能量，這一能量以光子的形式放出．原子最低能級所對應(yīng)的狀態(tài)叫做基態(tài)，比基態(tài)能量高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)．原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，電子克服庫侖引力做功增大電勢能，原子的能量增加要吸收能量．光子的發(fā)射和吸收原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，電子所受庫侖力做正功原子在始、末兩個(gè)能級Em和En（Em>En）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率可以由下式?jīng)Q定：光子的發(fā)射和吸收原子在始、末兩個(gè)能級Em和En（Em>En）間躍玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量．氫原子能級玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的1.電離:原子吸收能量使電子脫離原子束縛的現(xiàn)象.2.能級:氫原子在各種定態(tài)時(shí)的能量值叫做能級:按能級由低到高為1、2、3…n(n為整數(shù))如:氫原子各能級可表示為E1、E2、E3…..En1.電離:原子吸收能量使電子脫離原子束縛的現(xiàn)象.2.能級:氫例題：的電子轟擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達(dá)到的最高能態(tài)；(2)氫原子由上述最高能態(tài)自發(fā)向下躍遷發(fā)出的光子可能的波長有幾種？各為為多少？(3)欲使處于基態(tài)的氫原子電離至少用多大能量的電子轟擊氫原子？解：（1）n=4（2）可能的躍遷n=1n=2n=4n=3例題：的電子轟擊基態(tài)的氫原子。(1)試確定氫原子所能達(dá)到的最4－23－24－23－2（3）氫原子電離能能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類氫原子光譜（3）氫原子電離能能量的電子結(jié)論：能較好地解釋氫原子光譜和類夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)歷史背景及意義:1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。1913年，玻爾將普朗克量子假說運(yùn)用到原子核式結(jié)構(gòu)模型，建立了與經(jīng)典理論相違背的兩個(gè)重要概念：原子定態(tài)能級和能級躍遷概念。電子在能級之間躍遷時(shí)伴隨電磁波的吸收和發(fā)射，電磁波頻率的大小取決于原子所處兩定態(tài)能級間的能量差。隨著英國物理學(xué)家埃萬斯對光譜的研究，玻爾理論被確立。但是任何重要的物理規(guī)律都必須得到至少兩種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)方法的驗(yàn)證。隨后，在1914年，德國科學(xué)家夫蘭克和他的助手赫茲采用電子與稀薄氣體中原子碰撞的方法(與光譜研究相獨(dú)立)，簡單而巧妙地直接證實(shí)了原子能級的存在，從而為玻爾原子理論提供了有力的證據(jù)。夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)歷史背景及意義:1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)（1914）實(shí)驗(yàn)裝置K極G極電壓VG極加反向電壓P極熱陰極柵極VAKGP接受極電子在其中的運(yùn)動(dòng)簡單描述:從熱陰極K發(fā)出,經(jīng)UGK電場加速運(yùn)動(dòng)到柵極G；由于接受極電壓小于柵極電壓，電子在G—>P過程中將減速；只有到G極的電子具有較大能量時(shí)，才可以克服反電場UPG到達(dá)接受極板P，從而才可能通過回路，形成電流。因此回路中的電流依賴于電子運(yùn)動(dòng)到柵極后的能量。（1）調(diào)節(jié)UGK兩端電壓，回路中電流將增加。（單調(diào)關(guān)系）（2）容器內(nèi)充滿氣體又如何？夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)（1914）實(shí)驗(yàn)裝置K極G極電壓VG極加反向(1)改變V，到達(dá)P極的電子增加。(2)V=后，形成一峰值(3)每隔V=，就有一峰值出現(xiàn)。為什么?051015100200300（V）實(shí)驗(yàn)結(jié)果:熱陰極柵極VAKGP接受極汞蒸氣獲得1925年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)汞原子選擇吸收，的量子態(tài)。時(shí)，電子碰撞汞原子時(shí)其能量幾乎沒有損失。電子能量=？=2*？…(1)改變V，到達(dá)P極的電子增加。(2)V=后，形成一峰值玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的