山東膠州市第二中學高二物理學案人教版184玻爾的原子模型

課題 玻爾的原子模型 課型 新授課 課時 1 學習目標 1.知道玻爾原子理論基本假設的主要內(nèi)容. 2.了解能級、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念. 3.能用玻爾原子理論簡單解釋氫原子模型． 4.德育目標：了解近代物理學的發(fā)展，提高學習的興趣。 2017年高考考綱要求 Ⅰ 重點、難點 能級、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念 合 作 探 究 隨堂手記 一、自主學習區(qū) 一、玻爾原子理論的基本假設 1．玻爾原子模型 (1)原子中的電子在 的作用下，繞 做圓周運動． (2)電子繞核運動的軌道是 的． (3)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生 ． 2．定態(tài)：當電子在不同軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)中，具有不同的能量，即原子的能量是 的，這些量子化的能量值叫做 ．原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為 ．能量最低的狀態(tài)叫做 ，其他的狀態(tài)叫做 ． 3．躍遷：當電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為En，m＞n)時，會放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝ ，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件． 想一想　氫原子從高能級向低能級躍遷時，是不是氫原子所處的能級越高，釋放的光子能量越大？ 二、玻爾理論對氫光譜的解釋 1．解釋巴耳末公式 按照玻爾理論，從高能級躍遷到低能級時輻射的光子的能量為hν＝Em－En；巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后的 的量子數(shù)n和2. 2．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性 原子從較高能級向低能級躍遷時放出光子的能量等于前后 ，由于原子的能級是 的，所以放出的光子的能量也是 的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線． 三、玻爾理論的局限性 1．玻爾理論的成功之處：玻爾理論第一次將 引入原子領域．提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了 光譜的實驗規(guī)律． 2．玻爾理論的局限性：過多地保留了 理論，對更復雜的原子發(fā)光無法解釋 小試身手部分 1．根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是(　　) A．電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波 B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量 C．原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的 D．原子能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量取決于兩個軌道的能量差 2．玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有(　　) A．原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做加速運動，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動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 C．電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子 D．電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率 3．光子的發(fā)射和吸收過程是(　　) A．原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差 B．原子不能從低能級向高能級躍遷 C．原子吸收光子后從低能級躍遷到高能級，放出光子后從較高能級躍遷到較低能級 D．原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差值 4．一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程中(　　) A．可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線 B．可能發(fā)出一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線 C．只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線 D．只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線 5．欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行的是(　　) A．用10.2 eV 的光子照射 B．用11 eV 的光子照射 C．用14 eV 的光子照射 D．用11 eV的電子碰撞 ★6．(2015梅州一模)一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程中(　　) A．可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線 B．可能發(fā)出一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線 C．只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線 D．只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線 二、課堂互動區(qū) [目標分解一] 對玻爾理論的理解 1．軌道量子化 (1)軌道半徑只能夠是一些 的、某些 的數(shù)值． (2)氫原子的電子最小軌道半徑為r1＝0.053 nm，其余軌道半徑滿足rn＝n2r1，式中n稱為量子數(shù)，對應不同的 ，只能取 ． 2．能量量子化 (1)不同軌道對應不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運動，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是 的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是 的． (2)基態(tài)：原子 的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，對應的電子在離核 的軌道上運動，氫原子基態(tài)能量E1＝－13.6 eV. (3)激發(fā)態(tài)：較高的能量狀態(tài)稱為 ，對應的電子在離核較遠的軌道上運動． 氫原子各能級的關系為：En＝ (E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3，…) 3．躍遷 原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的 決定，即高能級Em低能級En 例題1(2014廣州高二檢測)按照玻爾原子理論，下列表述正確的是(　　) A．核外電子運動軌道半徑可取任意值 B．氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量越大 C．電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即hν＝|Em－En| D．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量 針對訓練1氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道的過程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大 B．原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小 C．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小 D．原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大 ★針對訓練2．對氫原子能級公式En＝的理解，下列說法中正確的是(　　) A．原子定態(tài)能量En是指核外電子動能與核之間的靜電勢能的總和 B．En是負值 C．En是指核外電子的動能，只能取正值 D．從式中可以看出，隨著電子運動半徑的增大，原子總能量減少 [目標分解二] 原子能級和能級躍遷的理解 1.氫原子能級圖 2．根據(jù)氫原子的能級圖可以推知，一群量子數(shù)為n的氫原子最后躍遷到基態(tài)時，可能發(fā)出的不同頻率的光子數(shù)可用N＝C＝ 計算． 3．原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足 時，才能被某一個原子吸收，而當光子能量hν大于或小于E末－E初時都 被原子吸收；原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的 例題2如圖18－4－2所示，氫原子從n＞2的某一能級躍遷到n＝2的能級，輻射出能量為2.55 eV的光子，問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，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． 針對訓練1如圖所示，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個能級．處在n＝4能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能發(fā)出若干種頻率不同的光子，在這些光中，波長最長的是(　　) A．n＝4躍遷到n＝1時輻射的光子 B．n＝4躍遷到n＝3時輻射的光子 C．n＝2躍遷到n＝1時輻射的光子 D．n＝3躍遷到n＝2時輻射的光子 ★針對訓練2(山東卷)氫原子能級如圖18－4－4所示，當氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是(　　) 圖18－4－4 A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656 nm B．用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級 C．一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線 D．用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級 三、當堂檢測區(qū) 1．關于玻爾理論，下列說法正確的是(　　) A．玻爾理論的成功，說明經(jīng)典電磁理論不適用于原子系統(tǒng)，也說明了電磁理論不適用于電子運動 B．玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律，為量子力學的建立奠定了基礎 C．玻爾理論的成功之處是引入了量子觀念 D．玻爾理論的成功之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點，如電子軌道的概念 2．用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線，且ν3＞ν2＞ν1，則(　　) A．ν0＜ν1 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋ 3．在氫原子能級圖中，橫線間的距離越大，代表氫原子能級差越大，下列能級圖中，能形象表示氫原子最低的四個能級是(　　) ★4．如圖18－4－7所示為氫原子最低的四個能級，當氫原子在這些能級間躍遷時， 圖18－4－7 (1)有可能放出幾種能量的光子？ (2)在哪兩個能級間躍遷時，所發(fā)出的光子波長最長？波長是多少？ 四、課后鞏固區(qū) 1．關于玻爾的原子模型，下列說法中正確的是(　　) A．它徹底否定了盧瑟福的核式結構學說 B．它發(fā)展了盧瑟福的核式結構學說 C．它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論 D．它引入了普朗克的量子理論 2．根據(jù)玻爾理論，下列關于氫原子的論述正確的是(　　) A．若氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級躍遷，則氫原子要輻射的光子能量為hν＝En B．電子沿某一軌道繞核運動，若圓周運動的頻率為ν，則其發(fā)光的頻率也是ν C．一個氫原子中的電子從一個半徑為ra的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的軌道，已知ra>rb，則此過程原子要輻射某一頻率的光子 D．氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷 3．大量氫原子從n＝5的激發(fā)態(tài)，向低能級躍遷時，產(chǎn)生的光譜線條數(shù)是(　　) A．4條 B．6條 C．8條 D．10條 4．μ子與氫原子核(質(zhì)子)構成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如圖18－4－5為μ氫原子的能級示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且頻率依次增大，則E等于(　　) A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν4 ★5．氫原子在基態(tài)時軌道半徑r1＝0.5310－10 m，能量E1＝－13.6 eV.求氫原子處于基態(tài)時： (1)電子的動能； (2)原子的電勢能； (3)用波長是多少的光照射可使其電離？(已知電子質(zhì)量m＝9.110－31 kg，普朗克常量h＝6.6310－34 Js) ★★6．(多選)(2016汕頭一模)氫原子的能級如圖1336所示。氫原子從n＝4能級直接向n＝1能級躍遷所放出的光子，恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應，下列判斷正確的是(　　) 圖1336 A．氫原子輻射出光子后，氫原子能量變大 B．該金屬的逸出功W0＝12.75 eV C．用一群處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時所發(fā)出的光照射該金屬，該金屬仍有光電子逸出 D．氫原子處于n＝1能級時，其核外電子在最靠近原子核的軌道上運動 我的反思：