1、 18.4玻爾的原子模型 授課老師：陳茵媚盧瑟福模型的困難原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾核外電子繞核運(yùn)動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實上：原子是穩(wěn)定的原子光譜是線狀譜盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律一、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1、軌道假設(shè)（軌道量子化假設(shè)）:電子的軌道是 的，即軌道半徑是 的數(shù)值，不可能是介于這些數(shù)值中間的某個值。+分 立 軌 道電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是 的，不產(chǎn)生 。量子化分立穩(wěn)定電磁輻射、定態(tài)假設(shè)（能量量子化假設(shè)）:+m rv軌道圖123電子在不同軌道上運(yùn)行時，對應(yīng)原子具有 的能量，因此原子的能量是 的。這些量子化的能量值叫

2、，具有確定能量值的穩(wěn)定狀態(tài)稱為 ， 叫基態(tài)，其它的狀態(tài)叫做 。不同量子化能級定態(tài)能量最低的狀態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)能級圖3、躍遷假設(shè)123低能級高能級躍遷吸收光子輻射光子針對原子光譜是線狀譜提出二、玻爾理論對氫光譜的解釋玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量123456基態(tài)激發(fā)態(tài)-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0 eV半徑：能級：問題1：（1）.從n=2躍遷到n=3能級 釋 _eV能量。（2）.從n=4躍遷到n=2能級 _ eV能量。1.892.55吸收釋放問題2：比較問題1中兩種光子的頻率大?。?）情況中光子

3、的頻率大問題3：分別能量為9ev、10.2ev、11eV、15eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果會如何？躍遷：使原子電離電離：9ev10.2ev11ev15ev不吸收能讓基態(tài)的氫原子躍遷到2能級不吸收能讓電子逃離原子核的束縛問題1：巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)n來標(biāo)志氫原子的能級。它們之間是否有某種關(guān)系？巴爾末公式：二、玻爾理論對氫光譜的解釋實驗測得：玻爾理論算得：2、成功預(yù)言了氫原子存在其它系譜線-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/eV巴耳末系可見光三、玻爾理論對氫光譜的解釋1、成功解釋了氫原子的巴耳末系譜線2、成功預(yù)言了氫原子的其它系譜線400n

4、m-可見光區(qū)-700nm紅外線區(qū)紫外線區(qū)HHHH656nm486nm434nm410nm賴曼系 紫外線帕邢系布喇開系普豐特系紅外線問題：1.氣體導(dǎo)電發(fā)光的機(jī)理是什么？2、為什么可以制成五顏六色的霓虹燈？三、玻爾理論的成功與局限之處1、成功之處：引入了“量子”的觀念成功解釋了氫原子的線狀光譜2、局限之處：過多地引用了經(jīng)典的物理理論對于外層電子較多元素的原子光譜，其理論與事實相差很大問題：怎樣修改玻爾模型？思想：必須徹底放棄經(jīng)典概念？關(guān)鍵：用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云玻爾理論只能解釋氫原子光譜，而對外層電子較多的原子，理論與實際相差很多，玻爾理論不再成立。取而

5、代之的是量子力學(xué)。量子力學(xué)是一種徹底的量子理論。它不但成功地解釋了玻爾理論所能解釋的現(xiàn)象，而且能夠解釋大量玻爾理論所不能解釋的現(xiàn)象。玻爾理論中的三點(diǎn)假設(shè)，在量子力學(xué)中也變成理論上推導(dǎo)出來的直接結(jié)果。建立在量子力學(xué)基礎(chǔ)上的原子理論認(rèn)為，核外電子的運(yùn)動服從統(tǒng)計規(guī)律，而沒有固定的軌道，我們只能知道他們在核外某處出現(xiàn)的概率大小。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電子在某些地方出現(xiàn)的率概較大，在另一些地方出現(xiàn)的概率較小，電子頻繁地出現(xiàn)在這些概率大的地方，我們可以想像在那里有一團(tuán)“電子云”包圍著原子核，這些電子云形成許多層，在不同層中運(yùn)動的電子具有不同的能量，因而形成了原子的定態(tài)和能級。這樣量子力學(xué)就根本拋棄了從經(jīng)典物理引用來的電子運(yùn)動軌道的概念，所謂玻爾理論中的電子軌道，只不過是電子云中電子出現(xiàn)概率最大的地方。18.4 玻爾的原子模型一、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1、軌道假設(shè)（軌道量子化假設(shè)）:、定態(tài)假設(shè)（能量量子化假設(shè)）:、躍遷假設(shè)（頻率條件）：基態(tài)激發(fā)態(tài)二、玻爾理論對氫光譜的解釋1、向低能級躍遷發(fā)射光子2、向高能級躍遷吸收光子躍遷：電離：三、玻爾理論的成功與局限之處【例題】一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷，能發(fā)出多少種頻率的光