2022年第18单元：玻尔的原子模型物理教案.docx

2022年第18单元：玻尔的原子模型物理教案 教学要求：了解玻尔原子理论的主要内容 知道卢瑟福原子模型的困难， 了解玻尔原子理论的主要内容， 了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 教学重点：玻尔的原子模型 能级 教学过程： 电子绕核运动（有加速度） 辐射电磁波 频率等于绕核运行的频率 能量削减、轨道半径削减 频率改变 电子沿螺旋线轨道落入原子核 原子光谱应为连续光谱 （冲突：事实上是不连续的亮线） 原子是不稳定的 （冲突：事实上原子是稳定的） （一）课题引入：卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的冲突 （三）新授： 1、玻尔的原子理论（1913年 丹麦玻尔） （1） 定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态中能量是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。 （2） 跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种假定态（设能量为E1）时 它辐射或汲取肯定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差确定，即 h=E2-E1 (3) 轨道假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能在随意半径的轨道上运行，只有满意下列条件的轨道才是可能的：轨道的半径r跟电子的动量mv的乘积等于h/2的整数倍，即 mvr=nh/2，n=1，2，3，······ 式中n的是正整数，叫量子数，这种现象叫做轨道的量子化假设。 2、氢原子的大小和能级 (1) 大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径rn： rn=n2r1, r1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径 r1=0.53×10-10 m 例：n=2, r2=2.12×10-10 m （2）能级：原子在各个定态时的能量值En称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En（包括动能和势能） En=E1/n2 n=1,2,3,······ E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量 E1=-13.6eV 留意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能肯定值的一半，总能量为负值。 例：n=2,E2=-3.4eV, n=3,E3=-1.51eV, n=4,E4=-0.85eV, 基态和激发态 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 激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态 (3)原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是汲取能量的过程。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，汲取或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。 说明：氢原子中只有一个核外电子， 这个电子在某个时刻只能在某个可能 轨道上，或者说在某个时间内，由某 轨道跃迁到另一轨道可能状况只 有一种。可是，通常容器盛有的氢气 ，总是千千万万个原子在一起，这些 原子核外电子的跃迁时，就会有各种 状况出现了。但是这些跃迁不外乎是 能级图中表示出来的那些状况。 （四）小结 1、玻尔的原子理论 2、氢原子的大小和能级 （五）课堂练习：课本：练习二（1） 作业：练习二（2）（3）