高中物理 《玻爾的原子模型》課件 滬科版選修3-5

歡迎進(jìn)入物理課堂 第三節(jié)玻爾的原子模型 19世紀(jì)末20世紀(jì)初 人類(lèi)叩開(kāi)了微觀世界的大門(mén) 物理學(xué)家根據(jù)有研究提出了關(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) 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 1 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 不同的軌道對(duì)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 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(shuō) 玻爾 玻爾從上述假設(shè)出發(fā) 利用庫(kù)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(duì)應(yīng)的能量 氫原子能級(jí) 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(kù)侖力做正功減小電勢(shì)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(jí)所對(duì)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(kù)侖引力做功增大電勢(shì)能 原子的能量增加要吸收能量 光子的發(fā)射和吸收 原子在始 末兩個(gè)能級(jí)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 人們?cè)缭诹私庠觾?nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了氣體光譜 不過(guò)那時(shí)候無(wú)法解釋為什么氣體光譜只有幾條互不相連的特定譜線 玻爾理論很好的解釋了氫原子的光譜 人們?cè)缭诹私庠觾?nèi)部結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)觀察到了氣體光譜 不過(guò)那時(shí)候無(wú)法解釋為什么氣體光譜只有幾條互不相連的特定譜線 玻爾理論很好的解釋了氫原子的光譜 原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí) 輻射光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差 由于原子的能級(jí)不連續(xù) 所以輻射的光子的能量也不連續(xù) 從光譜上看 原子輻射光波的頻率只有若干分立的值 光譜分析的技術(shù)在科學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用 一種元素在樣品中的含量即使很少 也能觀察到它的光譜 因此光譜分析可以用來(lái)確定樣品中包含哪些元素 這種方法非常靈敏 利用光譜還能確定遙遠(yuǎn)星球的物質(zhì)成分 漆碗 第三文化層 距今6500 6000年 利用紅外光分析其表面 其光譜圖和馬王堆漢墓出土漆皮的裂解光譜圖相似 X射線照射激發(fā)熒光 通過(guò)分析熒光判斷越王勾踐寶劍的成分 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(wèn)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(wèn)題上遇到了很大的困難 玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問(wèn)題 把原子結(jié)構(gòu)的理論向前推進(jìn)了一步 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全