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第四节 波尔的原子模型 一．自学目标 知道玻尔原子理论基本假设的主要内容，了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。 （2）能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型，了解玻尔模型的不足之处及其原因。 二．自学指导 问题1：玻尔原子理论的基本假设 1、玻尔理论的建立背景和观点：（1）经典理论的困难：电子绕原子核做圆周运动辐射能量，最终栽入_______，原子寿命很短，但事实并非如此。随着电子绕核运转的能量越来_______，转动频率越来_______，辐射的能量（发光）频率应_______。但线状谱的存在无法解释。 2、玻尔的观点：玻尔接受普朗克的黑体辐射的_______和爱因斯坦的_______，将能量取_______的观念应用到原子系统。 3、玻尔原子结构假说：（1）轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_______，电子绕原子核运转的半径不是_______，半径的大小符合_______时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_______，不产生_______。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_______，原子的能量也是_______的。（2）几个基本概念：_______的能量值叫做能级。原子具有_______的稳定状态叫定态。能量_______的状态叫做基态。除_______之外的其他状态叫做激发态。（3）频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En）时会辐射出能量为hν的光子。hν=_______，又称为辐射条件。 问题2：玻尔原子理论的成功和局限性 1、成功方面：（1）运用经典理论和_______确定了氢原子的各个定态的能量，并由此画出其能级图。（2）处于激发态的氢原子向_______跃迁辐射出_______，辐射光子的能量与实际符合得很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是_______的。（3）导出了巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。 2、局限性和原因：（1）成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解释稍微_______的原子的光谱现象。原因是保留了______的观念，把电子的运动仍然看做______描述下的______运动。 三．典例剖析 例1氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论下述说法中正确的是（ D ） A．电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大 C．氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大 例2 图给出氢原子最低的4个能级，在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有P种，其中最小频率为fmin，则（ BC ） P＝5 B．P=6 C．fmin＝1.6×1014Hz。 D．fmin＝1.5×1015 Hz 四．练习设计 问题与练习 2.（A）根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（ D ） A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值 C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值 3.（A）下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ C ） A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 B．原子中虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子 D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的 4.（A）根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（ ACD） A．电子轨道半径越大 　B．核外电子的速率越大 C．氢原子能级的能量越大 　D．核外电子的电势能越大 5.（A）对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ACD ） A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B．对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系 D．玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的 6.（B）按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（ C ） A．原子要发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子 C．原子要发出某一频率的光子 D．原子要吸收某一频率的光子 7.（B） 氢原子的核外电子，在由能级较高的定态跃迁到能量较低的定态的过程中（ D ） A．辐射光子，获得能量 B．吸收光子，获得能量 C．吸收光子，放出