2022年高二物理人教版选修导学案第十八章玻尔的原子模型.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学案 4玻尔的原子模型 目标定位 1. 知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容.2. 明白能级、 跃迁、 能量量子化以及基态、激发态等概念 .3.能用玻尔原子理论简洁说明氢原子光谱一、对玻尔理论的懂得 问题设计 依据经典理论,核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动我们知道,库仑引力和万有引力形式上有相像之处,电子绕原子核的运动与卫星绕的球的运动也肯定有某些相像之处,那么如将卫星的球模型缩小是否就可以变为电子 原子核模型了?答案不是在玻尔理论中,电子的轨道半径只可能是某些分立的值,而卫星的轨道半径可按需要
2、任意取值 要点提炼 玻尔原子模型的三点假设1轨道量子化1 轨道半径只能够是某些分立的数值2 氢原子的电子最小轨道半径r1 0.053 nm ,其余轨道半径满意r n n2r 1,n 为量子数, n 1,2,3,. 2能量量子化1 不同轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳固的,原子在不同状态有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的2 基态原子最低的能量状态称为基态,对应的电子在离核最近的轨道上运动,氢原子基态能量E1 13.6_eV.3 激发态n2较高的能量状态称为激发态,对应的电子在离核较远的轨道上运动 氢原子各能级的关系为:En 1 E1.E1
3、 13.6 eV , n 1,2,3,3能级跃迁与光子的发射和吸取原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸取肯定频率的光子,光子的能量由这两种定态的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -发射光子 h Em En能量差打算,即:高能级Em吸取光子 h E E 低能级 En.mn二、玻尔理论对氢光谱的说明 问题设计 依据氢原子的能级图,说明:1
4、 氢原子从高能级向低能级跃迁时,放出的光子的频率如何运算?2 如图 1 所示, 是氢原子的能级图,如有一群处于n 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁,此时能辐射出多少种频率不同的光子?图 1答案1氢原子辐射光子的能量取决于两个能级的能量差h Em Ennn如由 m n,就辐射光子,如由 nm,就吸取光子2依据氢原子的能级图可以推知,一群量子数为n 的氢原子最终跃迁到基态时,可能发出的不同频可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_率的光子数可用N C2 n n 1运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n2三、玻尔理论的局限性1玻尔理论的胜利之处在于把量子思想引入了原子结构理论
5、,提出了定态和跃迁的概念,胜利的说明白氢原子光谱的试验规律2玻尔理论的不足之处在于保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍看做经典力学描述下的轨道运动,没有完全摆脱经典理论的框架可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -一、对玻尔理论的懂得例 1玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有A 原子处在具有肯定能量的定态中,虽然电子做加速运动,但不向外辐射能量B
6、原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射或吸取 肯定频率的光子 D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析A 、B 、C 三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是 “ 量子化 ”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关答案ABC二、氢原子的跃迁规律分析例 2如图 2 所示, 1、2、3、4 为玻尔理论中氢原子最低的四个能级处在n 4 能级的一群氢原子向低能
7、级跃迁时,能发出如干种频率不同的光子,在这些光子中,波长最长的是图 2A n 4 跃迁到 n 1 时辐射的光子B n 4 跃迁到 n3 时辐射的光子C n 2 跃迁到 n1 时辐射的光子D n 3 跃迁到 n 2 时辐射的光子答 案 B三、氢原子跃迁中的能量问题例 3氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中 A 原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大B原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小,原子的能量也减小 C原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能减小,原子的能量增大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选
8、- - - - - - - - - -第 3 页,共 10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -D原子要吸取光子,电子的动能减小,原子的电势能增大,原子的能量增大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析由库仑力供应向心力,即ke2r 2 mv2r, Ek 12mv 2ke2 2r,由此可知电子离核越远,r 越大,就电子可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的动能越小,故A、C 错误.因 r 增大过程中库仑力做负功,故电势能增大, B 错误.结合玻
9、尔理论和原子的能级公式可知,D 正确答案D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_玻尔的原子模型玻尔原子理论的基本假设定态假设能量假设: h Em En mn轨道假设E1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_玻尔理论对氢原子光谱的说明氢原子能级公式:En n2n 1,2, 3氢原子能级图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_玻尔理论的胜利与局限性1对玻尔理论的懂得依据玻尔理论,以下说法正确选项 A 电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量 C原子内电子的可能轨道是不连续的D原子能级跃迁时,辐射或吸取光子的能量取
10、决于两个轨道的能量差答案BCD解析依据玻尔理论,电子绕核运动有加速度,但并不向外辐射能量,也不会向外辐射电磁波,应选项 A 错误, B 正确玻尔理论中的假设轨道,就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的、不连续的,选项C 正确原子在发生能级跃迁时,要放出或吸取肯定频率的光子,光子的能量取决于两个轨道的能量差,应选项D 正确2氢原子的跃迁规律分析如图 3 所示为氢原子的四个能级,其中 E1 为基态, 如氢原子A 处于激发态 E2,氢原子B 处于激发态E3 ,就以下说法正确选项可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共
11、10 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 3A 原子A 可能辐射出3 种频率的光子B原子C原子B 可能辐射出3 种频率的光子A 能够吸取原子B 发出的光子并跃迁到能级E4D原子B 能够吸取原子A 发出的光子并跃迁到能级E4答案B解析原子 A 处于激发态E2,它只能辐射出1 种频率的光子.原子B 处于激发态E3,它可能由E3到 E2,由 E2到 E1,或由 E3 到 E1,辐射出3 种频率的光子.原子由低能级跃迁到高能级时,只能吸取具有能级差的能量的光子,由以上分析
12、可知,只有B 项正确3氢原子跃迁中的能量问题氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E1 54.4 eV,氦离子能级的示意图如图4 所示,用一群处于第4 能级的氦离子发出的光照耀处于基态的氢气求:图 41 氦离子发出的光子中,有几种能使氢原子发生光电效应?2 发生光电效应时,光电子的最大初动能是多少?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案13 种237.4 eV解析一群氦离子跃迁时,一共发出Nn n 1 6 种光子2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由频率条件h Em En 知 6 种光子的能量分别是由 n 4 到 n3h1 E4 E3
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