1、183氫原子光譜184玻爾的原子模型教學目標（一）知識與技能1了解光譜的定義和分類。2了解氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系。3了解經典原子理論的困難。4了解玻爾原子理論的主要內容。5了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。（二）過程與方法通過本節(jié)的學習，感受科學發(fā)展與進步的坎坷，通過玻爾理論的學習，進一步了解氫光譜的產生。（三）情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)我們探究科學、認識科學的能力，提高自主學習的意識，養(yǎng)成獨立自主、勇于創(chuàng)新的精神。教學重點1.氫原子光譜的實驗規(guī)律；2.玻爾原子理論的基本假設。教學難點1.經典理論的困難2.玻爾理論對氫光譜的解釋教學方法教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。教學用具

2、：投影片，多媒體輔助教學設備課時安排1課時教學過程（一）引入新課講述：粒子散射實驗使人們認識到原子具有核式結構，但電.子在核外如何運動呢它的能量怎樣變化呢通過這節(jié)課的學習我們就來進一步了解有關的實驗事實。二）進行新課1光譜（結合課件展示）早在17世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。如圖所示）講述：光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強度分布的記錄。有時只是波長成分的記錄。（1）發(fā)射光譜.物體發(fā)光直接產生的光譜叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和明線光譜。引導學生閱讀教材，回答什么是連續(xù)光譜和明線光譜學生回答：連續(xù)

3、分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜。只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。教師講述：熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜如圖所示。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜。實踐證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。如圖所示。2）吸收光譜教師：高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質時，某些波長的光被物質

4、吸收后產生的光譜，叫做吸收光譜各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應。這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。如圖所示。課件展示，氫、鈉的光譜、太陽光譜KMI:壬士二晉%沖匸工¥<'iff1-,：；投影各種光譜的特點及成因知識結構圖：定義：由發(fā)光體直接產生的光惜F產生條熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光譜的形式；連續(xù)分布，一切彼長的光都有匚線狀光譜產生條件；稀薄氣體發(fā)光形成的光借c原子光譜；光借形式：一些不連續(xù)的明線組成，不同元素的明線光諳不同（

5、又叫持征光借）定義連續(xù)光惜中某些波長的光被物質吸收后產生的光譜r產生條件；熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后,再色散形成的L光借形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上岀現(xiàn)一些暗線（與持征諸線相對應）3）光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質和確定的化學組成。這種方法叫做光譜分析。原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結構的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結構。2氫原子光譜的實驗規(guī)律教師講述：氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。引導學生閱讀教材61頁有關內容。（課件展示）叫H*站訊H,巴耳末公式R二1.10>1心里德伯常量3盧瑟福原子核式模型的困難引導學生閱

6、讀教材62頁有關內容。盧瑟福原子核式結構學說與經典電磁理論的矛盾教師總結：按經典理論電子繞核旋轉，作加速運動，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。軌道及轉動頻率不斷變化，輻射電磁波頻率也是連續(xù)的，原子光譜應是連續(xù)的光譜。實驗表明原子相當穩(wěn)定，這一結論與實驗不符。實驗測得原子光譜是不連續(xù)的譜線。教師：為了解決上述矛盾，丹麥物理學家玻爾，在1913年提出了自己的原子結構假說。4玻爾的原子理論（1）能級（定態(tài)）假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設是針對原子

7、穩(wěn)定性提出的）（2）躍遷假設：原子從一種定態(tài)（設能量為E）躍遷到另一種n定態(tài)（設能量為E）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的m能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即hv二E-E（h為普朗克恒量）本假設針對線狀譜提出）（3）軌道量子化假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是能級假設的補充）2.玻爾根據(jù)經典電磁理論和牛頓力學計算出氫原子的電子的各條可能軌道半徑和電子在各條軌道上運動時的能量（包括動能和勢能）公式：軌道半徑：r二n2rn=1,2,3能量：E=丄En1nn21n=1,2,3式中

8、r、E、分別代表第一條（即離核最近的）可能11軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，r、E分別代表第nnn條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運動時的能量,n是正整數(shù)，叫量子數(shù)。3氫原子的能級圖從玻爾的基本假設出發(fā),運用經典電磁學和經典力學的理論,可以計算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應的能量。（1）氫原子的大小：氫原子的電子的各條可能軌道的半徑r：nr=n2r,n1r代表第一條（離核最近的一條）可能軌道的半徑1r=X1O-iom1例：n=2,r=X10-10m2（2）氫原子的能級：原子在各個定態(tài)時的能量值E稱為原子n的能級。它對應電子在各條可能軌道上運動時的能量E(包括動能和n勢能)E=

9、E/n2n=1,2,3,n1E代表電子在第一條可能軌道上運動時的能量1E=1注意：計算能量時取離核無限遠處的電勢能為零，電子帶負電，在正電荷的場中為負值,電子的動能為電勢能絕對值的一半,總能量為負值。例：n=2,E=,n=3,E=,n=4,E=,234氫原子的能級圖如圖所示。5玻爾理論對氫光譜的解釋(1)基態(tài)和激發(fā)態(tài)基態(tài)：在正常狀態(tài)下，原子處于最低能級，這時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)，叫基態(tài)。激發(fā)態(tài)：原子處于較高能級時，電子在離核較遠的軌道上運動這種定態(tài)，叫激發(fā)態(tài)。2）原子發(fā)光：原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過巳耳末紮程。原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是

10、輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級之差。說明：氫原子中只有一個核外電子，這個電子在某個時刻只能在某個可能軌道上，或者說在某個時間內，由某軌道躍遷到另一軌道可能情況只有一種?？墒?，通常容器盛有的氫氣，總是千千萬萬個原子在一起，這些原子核外電子躍遷時，就會有各種情況出現(xiàn)了。但是這些躍遷不外乎是能級圖中表示出來的那些情況。6玻爾理論的局限性玻爾理論雖然把量子理論引入原子領域，提出定態(tài)和躍遷概念，成功解釋了氫原子光譜，但對多電子原子光譜無法解釋，因為玻爾理論仍然以經典理論為基礎。如粒子的觀念和軌道。量子化條件的引進沒有適當?shù)睦碚摻忉尅?電子在某處單位體積內出現(xiàn)的概率電子云（課件演示）（三）課堂小結教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生