第四節 波爾的原子模型前置診斷：本節重點講述了波爾原子理論和對氫光譜的解釋。1根據玻爾的理論，電子在不同軌道上運動時能量是_的，軌道的量子化勢必對應著_的量子化。這些具有確定能量的穩定狀態稱為_，能量最低的狀態叫_，也就是說，原子只能處于一系列_的能量狀態中。2.由于原子的能級是不連續的，所以原子在躍遷時吸收或輻射的能量都不會是任意的，這個能量等于原子躍遷時 。我們已經知道，頻率為v的光子的能量為 ，所以如果分別以Em和En 代表原子躍遷前后的能量，則hv= 3玻爾對氫原子光譜的解釋是：原子從較高的能級向較低的能級躍遷時_光子的能量等于前后_，由于原子的能級是_的，所以放出的光子能量也是_的，因此原子的發射光譜只有一些_的亮線。4玻爾理論成功地解釋了氫原子發光，他的成功之處在于引入了_觀念，而對復雜的原子發光，玻爾理論卻無法解釋，它的不足之處在于過多地保留了_。5. 對于原子中的電子，不能用確定的坐標描述它們的 ，因此也無法用軌跡描述它們的運動，但是它們在空間各處出現的 是有一定規律的如果用圓點表示原子中的電子在某個位置附近出現的概率，概率 的地方點子密一些，概率 的地方點子稀一些，這樣的概率分布圖稱做 專家說課：當盧瑟福原子模型提出后，物理學家認識到它和經典物理學不相容。1913年，波爾以論原子構造和分子構造為題發表了長篇論文，引入量子論，對原子模型提出了幾條“公設”，有力沖擊了經典理論，是量子理論發展的一個重要的里程碑。本節課從波爾原子理論的幾條假設入手，提出了“量子化”概念，并且利用此理論，成功解釋了氫原子光譜。學習過程中要利用好教材58頁的氫原子能級圖，建立起正確的量子理論觀。一、玻爾把量子觀念引入到原子理論中去，提出了不能用經典概念解釋的假設，是一個創舉，為了便于學生掌握玻爾理論，也可以把玻爾原子理論的假設稱為能級假設，躍遷假設和軌道假設。指出三條假設的針對性，可便于學生理解玻爾理論。教學時可以讓學生看課本圖1841，據圖講述其軌道 “不連續”的含義，讓學生對“不連續”的量子觀念有一個形象而具體的了解。二、本節課標及其解讀：（1）知道能級概念；了解氫原子的能級；以氫原子為例介紹能級圖，并以能級圖為基礎，了解能級結構、量子數、躍遷等概念。（2）知道原子能級躍遷時發射或吸收光子的頻率公式，并能進行簡單計算。了解原子光譜與原子能級躍遷的對應關系。三、波爾原子理論的幾條假設及波爾理論對氫原子光譜的解釋是本節課的重點，其中量子化概念是教學難點。可補充公式：軌道半徑： n=1，2，3能量： n=1，2，3式中r1、E1、分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，rn、En 分別代表第n條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運動時的能量，n是正整數，叫量子數。本節教學疑難點：（1）玻爾理論提出定態和躍遷概念，成功解釋了氫原子光譜，但對多電子原子光譜無法解釋；（2）量子化條件的引進沒有適當的理論解釋。課堂探究：1.對波爾理論的幾條假設的深刻理解，可以類比地球衛星的運行情況，讓學生討論交流它們的共同點，培養學生綜合分析、歸納總結的能力。對原子能量量子化的理解，可以參考教材60頁的“科學足跡”閱讀材料，學生在自學的基礎上分析討論。2.對教材58頁氫原子能級圖的解釋是本部分的重點和難點，可以讓學生在理解氫原子能級的基礎上，對比波爾理論和巴耳末公式，從而加深對氫原子光譜解釋的理解。案例精析：例1氫原子輻射出一個光子后，根據玻爾理論下述說法中正確的是（ ）A電子繞核旋轉的半徑增大 B.氫原子的能級增大C氫原子的電勢能增大 D.氫原子的核外電子的速率增大圖18-4-1例2圖18-4-1給出氫原子最低的4個能級，在這些能級間躍遷所輻射的光子的頻率最多有P種，其中最小頻率為fmin，則（ ）AP 5 BP=6 Cfmin1.61014Hz。Dfmin1.51015 Hz變式：用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態的氫原子。停止照射后，發現該容器內的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為1、2、3，由此可知，開始用來照射容器的單色光的光子能量可以表示為：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3) 以上表示式中 A.只有正確 B.只有正確 C.只有正確 D.只有正確 三維達標：基礎練習1根據玻爾的原子理論，原子中電子繞核運動的半徑（ ）A可以取任意值 B可以在某一范圍內取任意值C可以取一系列不連續的任意值D是一系列不連續的特定值2下面關于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（ ）A原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量B原子中，雖然核外電子不斷做加速運動，但只要能量狀態不改變，就不會向外輻射能量C原子從一種定態躍遷到另一種定態時，一定要輻射一定頻率的光子D原子的每一個能量狀態都對應一個電子軌道，并且這些軌道是不連續的3根據玻爾理論，氫原子中，量子數N越大，則下列說法中正確的是（ ）A電子軌道半徑越大 B核外電子的速率越大C氫原子能級的能量越大 D核外電子的電勢能越大4對玻爾理論的下列說法中，正確的是（ ）A繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設B對經典電磁理論中關于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點表示贊同C用能量轉化與守恒建立了原子發光頻率與原子能量變化之間的定量關系D玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用經典電磁理論和牛頓力學計算出來的5按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知rarb，則在此過程中（ ）A原子要發出一系列頻率的光子B原子要吸收一系列頻率的光子C原子要發出某一頻率的光子D原子要吸收某一頻率的光子綜合躍升6. 氫原子的核外電子，在由能級較高的定態躍遷到能量較低的定態的過程中（）A輻射光子，獲得能量 B吸收光子，獲得能量C吸收光子，放出能量 D輻射光子，放出能量7. 氫原子的核外電子由離核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時（）A.要吸收光子，電子的動能、電勢能都增加B.要吸收光子，電子的動能增加，電勢能減少圖18-4-2C.要放出光子，電子的動能增加，電勢能減少D.要放出光子，電子的動能、電勢能都減少8. 如圖18-4-2所示，為氫原子的能級圖，若用能量為10.5ev的光子去照射一群處于基態的氫原子，則氫原子( )A能躍遷到n=2的激發態上去 B能躍遷到n=3的激發態上去C能躍遷到n=4的激發態上去 D以上三種說法均不對圖18-4-39. 氦原子的一個核外電子被電離，會形成類似氫原子結構的氦離子已知基態的氦離子能量為E1=54.4 eV，氦離子能級的示意圖如圖18-4-3所示可以推知，在具有下列能量的光子中，不能被基態氦離子吸收而發生躍遷的是：( )A40.8 eV B43.2 eV C51.0 eV D54.4 eV互動實踐10. 原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發射光子，例如在某種條件下，鉻原子從n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發射光子，而是將相應的能量轉交給n=4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現象叫做俄歇效應，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子.已知鉻原子的能級公式可簡化為En = -，式中n=1，2，3表示不同的能級，A是正的已知常數.上述俄歇電子的動能是A.A B.A C. D.圖18-4-411. 如圖18-4-4所示，原子從的某一能級躍遷到的能級，輻射出能量為的光子。問最少要給基態的氫原子提供多少電子伏的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖第四節 波爾的原子模型前置診斷：1.不連續，能量，定態，基態，不連續 2. 前后兩個能級的能量差hv Em-En 3.輻射，兩個能級的能量差，不連續，不連續，分立4.量子，經典粒子的概念5.具體位置概率大小電子云案例精析：例1解析：氫原子輻射出一個光子是由于繞核運轉的電子由外層軌道向內層軌道躍遷產生的，即由高能級向低能級躍遷產生的。因此選項A、B、C都是錯誤的。電子和氫原子核之間的庫侖力是電子繞核轉動的向心力，即所以ve 由于k、e、m都為定值，所以r減小時，v增大 。 答案：D例2解析：由圖可知，氫原子在能級間躍遷最多有6種可能情況：43；32；21；42；3l；41所以是多能輻射6種頻率的光子由 hvE高E低可知，能級間能量差值越小輻射的光子頻率越小，所以從第4能級向第3能級躍遷輻射的光子頻率最小 v（E4E3）h 161014 Hz 答案：BC變式：解析：該容器內的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，說明這時氫原子處于第三能級。根據玻爾理論應該有h3=E3- E1，h1=E3- E2，h2=E2- E1，可見h3= h1+ h2= h(1+2)，所以照射光子能量可以表示為或。答案：C三維達標：1.D 2.C 3.ACD 4.ACD 5. C 6. D 7.C 8.D 9.B 10. 解析： 鉻原子n=2的能級E2=A/22=A/4，n=1的能級E1= -A，所以電子從n=2能級躍遷到n=1的能級釋放的能量E=E2-E1=3A/4.又鉻原子n=4的能