3．玻尔模型(引入量子理论.量子化就是不连续性.整数n叫量子数.) 1913年丹麦人玻尔提出“玻尔原子理论 .20世纪20年代.海森堡等科学家提出“量子力学的原子理论 . (1)玻尔的三条假设 ——青夏教育精英家教网—

3．玻尔模型(引入量子理论.量子化就是不连续性.整数n叫量子数.) 1913年丹麦人玻尔提出“玻尔原子理论 .20世纪20年代.海森堡等科学家提出“量子力学的原子理论 . (1)玻尔的三条假设 ①轨道量子化rn=n2r1r1=0.53×10-10m ②能量量子化:E1=-13.6eV ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量hν=Em-En (2)从高能级向低能级跃迁时释放出光子,从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子.也可能是由于碰撞(用加热的方法.使分子热运动加剧,分子间的相互碰撞可以传递能量).原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子,而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子.(如在基态.可以吸收E≥13.6eV的任何光子.所吸收的能量除用于电离外.都转化为电离出去的电子的动能). (3)玻尔理论的局限性.由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化).玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律.但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律.向心力.库仑力等).所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难. [点拔1]原子模型的发现比较: 实验基础理论内容与模型成功困难发现电子阴极射线中偏转.射到阴极玻璃管发出荧光. 原子中正电荷均匀分布.电子如枣镶嵌在内. 可解释一些原子受激发产生原子光谱的事实. α粒子散射性现象: 绝大多数过金原子仍向前进.少数发生较大偏转.极少数甚至反弹. (1)原子中心有核.核外有电子绕核旋转. (2)带正电原子核几乎集中原子全部质量.带负电的电子质量很小.(3)核带正电荷数与核外带负电荷数相等.(4)电子绕核旋转的向心力即核对它的为库仑引力. 圆满解释α散射.可推算各元素原子核带的正电荷数.可估计出原子核的大小<10-14m(原子半径约10-10m) 据经典电磁理论.有加速度的运动电子应不断幅射电磁波.能量不断减少.原子发光应产生连续光谱.最终电子落到核上.但实际上原子光谱为明线.原子也是稳定的. 氢的原子光谱现象.明线光谱为 (1)原子只能处于一系列不连续的能量状态中.这些状态叫定态.各定态的能量值为能级.电子虽绕核旋转.但不向外辐射能量.原子是稳定的.(2)原子从一定态跃迁到另一定态.它辐射或吸收一定频率的光子.光子能量由两定态的能量差决定.即.(3)原子的不同能量状态跟电子沿不同轨道相对应.原子定态不连续.则电子的轨道也不连续. 表明了卢瑟福核式结构学说困难.圆满解释氢原子光谱的规律. 解释有两个以上电子的复杂原子光谱遇到困难. 复杂原子的光谱现象核外电子无确定轨道.电子在原子内各处出现几率不同. 克服了玻尔理论的困难不能给出原子一个直图景. [点拔2]对“一个卫星环绕地球与“一个电子环绕氢原子核卢瑟福结构模型进行类比分析. 地球引力场中的卫星所受地球的万有引力作为向心力.() 原子核电场中的电子受核的库仑引力作为向心力. (1)卫星.电子的环绕速度和动能与距离的关系: . . (2)若规定距地球和原子核无穷远时.卫星.电子势能为零: 地球的卫星:重力势能EP=0.动能Ek=0,地球系统总能量=0 电子:电势能ε=0.动能EK=0,原子系统总能量=0 环行的卫星与电子的动能.势能.系统的总能量: 卫星要克服大气阻力做功.损耗机械能转化为内能, ↓E总=Ep↓+Ek↑(EP减少多.Ek增加少.E总减少) 环绕速度v增大.高度h(r)降低.沿螺旋线最终坠入大气层烧毁或溅落于地球上, 据经典电磁理论.速度变化的电子要辐射电磁波能量.使它总能量减少, ↓E总=ε↓+Ek↑(ε减少多.Ek增加少.E总减少) 环绕速度v增大.与核距离减小.辐射电磁波(光)的频率逐渐增大.为生成连续光谱.沿螺旋线最终落于核上, (3)根据玻尔理论.氢原子的电子为什么最终不落在核上?为什么原子发光生成原子光谱? 电子在某一定态轨道上虽有加速度.但不辐射电磁波能量.所以电子不会落到核上.原子是稳定的.这是因为宏观的经典电磁理论并不适用于微观电子的运动. 氢原子定态能量的减少.是由于高能级的激发态向低能级定态或基态跃迁.辐射一定能量光子造成.由于各定态有确定能量差.所以能生成有确定光子能量(hv)或确定光波频率(v).波长()的明线光谱或吸收光谱. [例题1]氢原子基态能量E1=-13.6eV.电子绕核运动半径r1=0.53×10-10m．求氢原子处于n=4激发态时:(1)原子系统具有的能量?(2)电子在轨道上运动的动能?(3)电子具有的电势能?(4)向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种?其中最低频率为多少? 解:(1) (2)因为..所以. (3)因为E4=Ek4+ε4.所以ε4=E4-Ek4=-0.85-0.85=-1.7eV. (4)最多有六种:从n=4→3,3→2,2→1,4→2,4→1,3→1. 能级差最小的是n=4→n=3.所辐射的光子能量为:. 最低频率: [思考]已知氢原子基态能量E1.氢原子在量子数为n的激发态时.电子的动能和电势能各为多少?处于量子数为n激发态的氢原子最多能辐射多少种频率的光谱线? 学生讨论:.... [例题2]用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子.停止照射后.发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子.它们的频率由低到高依次为ν1.ν2.ν3.由此可知.开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为:①hν1,②hν3,③h(ν1+ν2),④h(ν1+ν2+ν3)以上表示式中 A．只有①③正确 B．只有②正确 C．只有②③正确 D．只有④正确解:该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子.说明这时氢原子处于第三能级.根据玻尔理论应该有hν3=E3-E1.hν1=E3-E2.hν2=E2-E1.可见hν3=hν1+hν2=h(ν1+ν2).所以照射光子能量可以表示为②或③.答案选C. 【查看更多】

题目列表(包括答案和解析)

19世纪90年代人们发现氢原子光谱中 (R为一常量，n=3,4,5…)，物理学家玻尔在他28岁时连续发表三篇论文，成功地解释了氢原子光谱的规律，揭示了光谱线与原子结构的内在联系，玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡，为量子力学的诞生提供了条件．玻尔既引入量子化的概念，同时又运用了"软道"等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式．

请同学们试用课本知识和以下设定量做玻尔的推导. (1)绕氢原子核旋转的电子质量为m，电量为－e;(2）取离核无限远处的电势能为零，半径r处电子的电势能为(k为静电力恒量); (3）电子所在的轨道在圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时，这样的轨道才是电子的可能轨道．

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选修3-5模块不定项选择题：
下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是

A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中一定不偏转的是γ射线
C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
D．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象．

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以下说法中确的是（　　）

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说

B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象

D．卢瑟福提出的核式结构模型成功的解释了α粒子散射现象

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伽利略对自由落体运动的研究中，提出落体运动是匀变速运动；汤姆逊提出原子的“蛋糕式”模型；玻尔在量子假说基础上，提出原子结构的玻尔模型；等等．从科学思维方法来说，他们都属于（　　）

A．等效替代

B．控制变量

C．猜测和假说

D．逻辑推理