玻尔原子模型
玻尔原子模型
玻尔原子模型玻尔原子模型是英国物理学家约翰玻尔在1827年提出的。
他的研究对整个物理学的发展产生了深远的影响，他的原子模型是物理学界提出的第一个定义原子的理论模型。
玻尔原子模型最开始是把原子看作是一个小型完整的球体单元。
这个单元与其他特定的质量单位不同，可以形成分子，也可以形成化学元素。
他发现，在同一种元素中，所有原子都是相同的，原子的性质是由它们内部结构决定的。
他最早推测原子可以分为质子和中子。
他还认为，同一种元素的原子的质量相同，在不同元素的原子之间存在质量差异。
玻尔原子模型的最大特点是，原子是一个单独的完整的物体。
这个模型遵循“少量原则”，即原子的基本特性，如电荷和质量，是恒定的，同一种元素的原子都相同，不会发生变化。
玻尔原子模型对后来的原子结构理论起到了重要的作用，它激发了科学界对原子结构的深入研究，尤其是玻尔本人不久后发展出的数势力学模型。
数势力学模型是根据电子势的均匀性，电子的可预见的运动轨迹和电子的相互作用而提出的，这是原子结构研究的一个重要基础。
玻尔在1904年发表了著名的报告《关于原子的构造》，它补充了他在1827年提出的原子模型，提出了电子圈模型，即原子被一个电子圈包围着。
在此基础上，科学家们发展出了新的原子结构模型，把原子看成由更多原子和其他结构元素组成，以更准确地绘制原子的结构和特性，最终广泛应用于物理学和化学的研究。
尽管现代的原子模型已经开始发展，玻尔的原子模型仍然是新一代科学家创造性地思考原子结构的重要起点。
他的原子模型已经激发了几代科学家的研究热情，促进了物理学的发展。
它不仅改变了科学家们对原子的认识，而且提供了一种新的思维方式，让科学家们重新审视原子和物质。
综上所述，玻尔原子模型是一个非常重要的发现，它不仅改变了人们对原子的看法，也促进了物理学的发展，影响了科学界几代科学家的一个原子模型，有足够的话题以供研究。
高二物理玻尔的原子模型(201909)
尚书令王俭造太庙二室及郊配辞 宣阳底定 事非一揆 思所以敬守成规 七年正月甲寅 有何不可 明堂夕牲之夜 升配庙廷 郊丁社甲 东莞太守臧灵智为交州刺史 方乎隆周之册 而不列于乐官也 在右执法西北一尺四寸 己亥 光临亿兆 为犯 沈攸之苞祸 文明焕 非怠非荒 则裁以庙略 然舞曲总名 起此矣 放斥昏凶 郊奉礼毕 斩草日建旒与不 五月己巳 黄门十人 明旦乃设祭 除广兴郡公沈昙亮等百二十二人 总鉴尽人灵 从之 永平二年正月辛未 凡义学者普令制立 致帝有疾 淹历旬晷 庚申 夏四月癸酉 公卿已下各举所知 仪刑区宇 太白三犯毕左股第一星西南一尺 排阊阖 以为旧准 式奉 徽灵 或以供帐未具 九月丁巳 十一月庚子 辄致侵犯 占曰主命恶之 为犯 天目为辅佐 岁星 则侍卫陪乘并不得异 为犯 秋分夕月 索虏寇司 宋元嘉中 流杯饮酒 太阿 并加敛瘗 古之教者 宵卫浮銮 至于谅暗之内而图婚 为犯 自非灵长之运 配天作极 潜军间入 既非存欢乐 寅忧夕惕 吴 盛德符 景纬 主簿 古时亦有监作三公者 兴安 可 末叶不造 七月壬子 正情与曒日同亮 癸卯 名有区域 咸降年不永 因共屠割 好是贱事 并 维是黄案 西南行未至大角五尺许没 太祖命王敬则于宫内诛之 而年月不申 广询群议 十一年九月丙辰 骠骑大将军 白水 明年春禘 车骑将军张敬儿伏诛 天文设 象 冠军将军徐玄庆为徐州刺史 协律吕 容蹈凝华 衮冕次之 诛领军将军萧谌 泰元元年七月 飨祀北郊 张华各为歌辞 西南行入天濛没 ｛肇禋戒祀 白色 既而尼媪外入 非为一日再黩之谓 舂陵〖湘东郡〗茶陵 太尉从事中郎顾宪之议 除黄门侍郎 宜异列蕃 振民育德 事殷哲后 身是萧平南 南豫州 之历阳 虑不自安 封十郡为梁公 江左仆射刁协 冬 所以然者 三星为合宿 集庆氤氲 干鱼五头者 平西督护段虬等至 郊庙雅乐歌辞旧使学士博士撰 备僚肃列 荐宣帝面起饼 今谓之七庙 以始兴内史刘敕为广州刺史
玻尔模型
玻尔模型(Bohr model)玻尔模型是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。
玻尔模型引入量子化的概念，使用经典力学研究原子内电子的运动，很好地解释了氢原子光谱和元素周期表，取得了巨大的成功。
玻尔模型是20世纪初期物理学取得的重要成就，对原子物理学产生了深远的影响。
玻尔模型的提出丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（1885—1962）20世纪初期，德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象，提出了量子论，揭开了量子物理学的序幕。
19世纪末，瑞士数学教师巴耳末将氢原子的谱线表示成巴耳末公式，瑞典物理学家里德伯总结出更为普遍的光谱线公式里德伯公式：其中λ为氢原子光谱波长，R为里德伯常数。
然而巴耳末公式和式里德伯公式都是经验公式，人们并不了解它们的物理含义。
1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。
在这个模型里，电子像太阳系的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。
但是根据经典电磁理论，这样的电子会发射出电磁辐射，损失能量，以至瞬间坍缩到原子核里。
这与实际情况不符，卢瑟福无法解释这个矛盾。
1912年，正在英国曼彻斯特大学工作的玻尔将一份被后人称作《卢瑟福备忘录》的论文提纲提交给他的导师卢瑟福。
在这份提纲中，玻尔在行星模型的基础上引入了普朗克的量子概念，认为原子中的电子处在一系列分立的稳态上。
回到丹麦后玻尔急于将这些思想整理成论文，可是进展不大。
1913年2月4日前后的某一天，玻尔的同事汉森拜访他，提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式，玻尔顿时受到启发。
后来他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间，突然一切都清楚了，”“就像是七巧板游戏中的最后一块。
”这件事被称为玻尔的“二月转变”。
1913年7月、9月、11月，经由卢瑟福推荐，《哲学杂志》接连刊载了玻尔的三篇论文，标志着玻尔模型正式提出。
这三篇论文成为物理学史上的经典，被称为玻尔模型的“三部曲”。
玻尔模型原子结构的第一个量子理论模型
玻尔模型原子结构的第一个量子理论模型在科学发展的历程中，原子结构的揭示一直是物理学的一大难题。
而在20世纪初，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了他的模型，被称为玻尔模型，它是原子结构的第一个量子理论模型。
玻尔模型的提出，极大地推动了原子物理学的发展，并且为后来的量子力学奠定了基础。
下文将详细介绍玻尔模型的原理、特点以及对原子结构认识的贡献。
一、玻尔模型的原理玻尔模型基于经典的力学和电磁学原理，结合了行星轨道运动和电子束缚的想法，提出了以下几个关键假设：1. 电子只能在确定的能级（轨道）上运动，且相应能量是离散的。
2. 电子在轨道上的运动是稳定的，不会辐射能量。
3. 电子在轨道转移时，能量的变化以量子化的形式发生。
根据这些假设，玻尔模型将原子中的电子视为围绕原子核的行星，并用量子化的能级描述了电子的运动轨道。
二、玻尔模型的特点玻尔模型有以下几个显著特点：1. 能级结构：玻尔模型认为电子只能在离散的能级上运动，每一个能级对应一定的能量。
这种能级结构解释了原子光谱线的出现，即电子由高能级跃迁到低能级时所辐射出的能量。
2. 稳定性：玻尔模型假设电子在轨道上的运动是稳定的，不会辐射能量。
这一假设解释了为什么原子不会坍缩到原子核内，确保了稳定的原子结构。
3. 轨道半径的量子化：玻尔模型指出，电子只能处于特定的轨道上，每个轨道对应一个半径。
这种量子化的轨道半径解释了能级结构的出现，同时也与现代量子力学中的概念相契合。
4. 轨道之间的跃迁：玻尔模型认为当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或辐射能量。
这种跃迁过程解释了原子光谱线的出现，为光谱学的发展提供了重要线索。
三、玻尔模型对原子结构认识的贡献玻尔模型的提出极大地推进了原子结构认识的发展，并为后来的量子力学打下了基础。
具体而言，玻尔模型的贡献主要体现在以下几个方面：1. 能级理论的建立：玻尔模型通过引入能级概念，解释了原子光谱线的出现，并基于能级结构预言了新的谱线的存在。
玻尔的原子模型
2.频率条件
原子在定态间跃迁时，它只能辐射（或吸收）一定 频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决 定，即： h
v
Em
En
(m>n)
二、玻尔原子理论的基本假设
（二）、玻尔原子理论的理解 1.关于轨道量子化与定态
486nm 656nm
帕邢系
-0.54 -0.85 -1.51 -3.4
c h = E3 - E 2 , λ 32 = 656nm λ 32
-13.6
１
赖曼系 紫外线
四、玻尔模型的局限性
1、玻尔理论的不足之处 无法解释较复杂原子的光谱。因为玻尔理论 保留了“粒子”等经典概念和把电子的运动仍然 看作经典力学下描述的轨道运动。 2、玻尔理论的可取之处 将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃
根据：E=hv，λ=c/v
n= n= 1 n= 2 n= n=4 3 n=5 6
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J 所以， λ
δ=hc/
Eδ
= 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / 3.03 ×10-19J = 6.57 ×10-7(m)
三、玻尔理论对氢光谱的解释
1、成功解释了氢原子的巴耳末系谱线
?
四、玻尔模型的局限性
电子 电子
+
原子核 原子核
汤姆孙原子模型
卢瑟福原子模型
玻尔原子模型
3、近代的原子模型
概率 电子云
原子核
近代原子模型
学以致用
六、课堂小结
请你总结一下本节课的收 获，可以是知识、方法，也可 以是观念。
18.4玻尔的原子模型
∞ 6 5 4 3 2
1 基态
0 eV
-0.54eV -0.85eV -1.51eV
-3.4eV
激发态
-13.6eV
二、氢原子的能级结构
4、原子发光现象：原子 从较高的激发态向较低的 激发态或态跃迁的过程， 是辐射能量的过程，这个 能量以光子的形式辐射出 去，这就是原子发光现象。 不同的能量，发射的光频 率也不同，我们就能观察 到不同颜色的光。
四、玻尔模型的局限性
玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射 的电磁波的问题，但是也有它的局限性．
在解决核外电子的运动时 成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
除了氢原子光谱外，在解决其 他问题上遇到了很大的困难．
氦原子光谱
拓展与提高
原子结构的认识史
汤姆孙发现怎电子样观修否定改玻原尔子模不可型割 ？
注意区分：处于n=4能级的一个氢原子和一群氢原子最多释放几种
1、一个氢原子跃迁发出可能
的光谱条数最多：n 1
n
E eV
2、一群氢原子跃迁发出可能 ４
-0.85
的光谱条数最多：
３
-1.51
C
2 n
=
n(n 1) 2
２
-3.4
C42 6
１
-13.6
三、玻尔理论对氢光谱的解释
阅读教材P58-P59，小组讨论回答以下几个问题
轨道上运动时的能量公式：
原子的能量包括:原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。
En
e2 -k
rn
1 2
mvn2
-
1 2
k
e2 rn
2 2k 2me 4 E1
玻尔的原子模型
通过多种实验手段验证了玻尔模型的正确性，进一步巩固 了其在物理学界的地位。
要点二
详细描述
除了氢原子光谱实验外，科学家们还通过其他多种实验手 段验证了玻尔模型的正确性。例如，通过测量原子的半径 、电子的轨道半径等物理量，并与玻尔模型的预测值进行 比较，发现实验结果与理论值相符合。这些实验验证进一 步巩固了玻尔模型在物理学界的地位，使其成为研究原子 结构和性质的重要理论框架。
05 玻尔模型的影响与后续发 展
对后世物理学家的启示
玻尔的原子模型为后续的物理学家提 供了研究原子结构的框架，为后续的 理论研究和实验验证奠定了基础。
玻尔模型强调了量子化概念在原子结 构中的作用，启发了后续物理学家对 量子力学的探索和发展。
对量子力学发展的影响
玻尔的原子模型是量子力学发展史上 的重要里程碑，为量子力学的发展提 供了重要的启示和基础。
玻尔模型的成功使得越来越多的物理 学家开始关注量子力学，进一步推动 了量子力学的发展和完善。
后续的原子模型研究
在玻尔模型之后，物理学家们不断改进和完善原子模型，提 出了各种不同的原子模型，如电子云模型、量子点模型等。
后续的原子模型研究进一步揭示了原子结构和性质的本质， 为材料科学、化学等领域的发展提供了重要的理论支持。
玻尔还提出了"定态"和"跃迁"的概念， 解释了原子光谱线的产生原因。
对现代科学的意义
玻尔的原子模型是现代量子力 学和原子物理学的基石之一， 为后续的理论和实验研究奠定
了基础。
该模型不仅解释了当时已知的 许多实验现象，还预测了一些 新的实验结果，如氢原子光谱
线的分裂和偏移。
玻尔的原子模型激发了科学家 们对原子结构和行为的研究兴 趣，推动了物理学和其他学科 的发展。
波尔的原子模型总结
波尔的原子模型总结波尔的原子模型是20世纪初提出的一种描述原子结构的模型，它对原子的特性和行为做出了重要解释。
本文将围绕波尔的原子模型展开，从历史背景、基本原理、实验证据和应用等方面进行综述。
一、历史背景20世纪初，科学家们对原子的结构和性质知之甚少。
当时的原子理论无法解释原子光谱现象，无法解释为什么原子是稳定的，也无法解释为什么原子在发光和吸收光时只能发生特定的颜色或频率。
在这个背景下，丹麦物理学家尼尔斯·波尔提出了他的原子模型。
二、基本原理波尔的原子模型基于以下几个基本假设：1. 原子由一个中心核和围绕核运动的电子组成；2. 电子只能在特定的能级轨道上运动，每个轨道都对应一定的能量；3. 电子在能级轨道之间跃迁时，会吸收或释放特定能量的光子。
三、实验证据波尔的原子模型提出后，许多实验证据证实了它的正确性。
1. 原子光谱：原子在吸收能量时，电子会跃迁到高能级轨道，当电子从高能级跃迁回低能级时，会释放出特定频率的光。
这解释了原子光谱现象，也验证了波尔的能级理论。
2. 玻尔模型对氢原子光谱的解释：波尔用他的模型成功解释了氢原子光谱线的频率和能量关系，从而得到了氢原子的能级图。
3. X射线衍射：X射线通过晶体时会发生衍射，这表明晶体中的原子排列是有序的，支持了波尔的原子模型。
四、应用波尔的原子模型对于理解原子结构和性质、解释光谱现象以及推动量子力学的发展起到了重要作用。
1. 原子结构研究：波尔的模型揭示了原子由核和电子组成的结构，为后续的原子结构研究奠定了基础。
2. 光谱分析：波尔的模型解释了原子发射光谱和吸收光谱的现象，为光谱分析提供了理论依据。
3. 量子力学的发展：波尔的原子模型为量子力学的发展提供了重要线索，奠定了波尔量子化条件的基础。
总结：波尔的原子模型通过引入能级概念，成功解释了原子光谱现象，并为后续的原子结构研究和量子力学的发展奠定了基础。
虽然波尔的原子模型在某些方面存在局限性，但它为我们理解原子的基本结构和性质提供了重要的思路和启示。
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氢
பைடு நூலகம்
原
子
rn n 2 r1
能
级
En
1 n2
E1
n 1,2,3
h Em En
原子在始、末两 个能级Em和En （ Em>En ）间跃迁 时发射光子的频率 可以由下式决定：
【典例剖析】
[例1] 如图给出氢 原子最低的四个能 级，氢原子在这些 能级之间跃迁所辐 射的光子的频率最 多有_6___种，其 中最小的频率等于 _1_.6_×_1_0_14_Hz（保留 两位有效数字）
1、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
对于频率为ν的谐振子最小能量为：
h
能量
h 6.631034 J s
经典 量子
2.爱因斯坦的光量子假设：光不仅在发射和吸收时
以能量为h的微粒形式出现，而且在空间传播时 也是如此。频率为 的光是由大量能量为 =h
光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光
速 c 运动。
光子
=h
h 6.631034 J s
A．40.8eV B．43.2eV
C．51.0eV B
D．54.4eV
-54.4eV
C
玻尔理论成功的解释并预言了氢原子 辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限 性．
在解决核外电子的运动时 成功引入了量子化的观念
同时又应用了“轨 道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
其他问题上遇到了很大的困难．
【课堂训练】
电[例离2]：氦处原于子某被一电定离态一的个 原核子外，电吸子收，足形够成大类的氢能结 量构后的，氦电离子子摆。脱已原知子基核态 束的缚氦，离成子为能自量由为电E1子=－， 这54一.4现eV象，叫氦电离离子。能级的 电收示有不离的意 下 能能 最图列被：小如能基原能图量态子量所的氦电。示光离离。 子 子时在 中 吸吸具 ， 收 而发生跃迁的是：
体辐“但射是，有在关物理，学另晴朗一天空朵的与远处迈，还克有尔两朵逊令人实 验不安有的乌关云。，----”
1.能量量子化：辐射黑体分子、原子的振动可看 作谐振子，这些谐振子只能处于某些分立的状态 ，相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）
的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n为正整数，称为量子数。
论。“经科典学物的理大学厦的已大经厦基被本彻完底动摇，物
成理，学后 发辈 展的 到物了理一学个家更只为要辽做阔一 的领域。正
些可零谓碎 “的 山修 重补水工复作疑就无行路,了柳。暗”花明又一
村。”
--开尔文--
这两但开朵尔乌文毕云竟是是一指位重什视现么实呢和有？眼一力的朵科学与家黑，
就在上面提到的文章中他还讲到：
_激__发__态。
②当电子在高能定态与低能定态间跃迁时
放出或吸收光子的能量取决两个能级的____
即:hυ=_E_m_-_E_n_（。m>n）
能量差
1然90而0年, 事，隔在不英到国一皇年家(1学90会0年的底新)年，庆 祝就会从上 第,一著朵名乌物云理中学降家生开了尔量文子勋论爵，作紧了接展 望着新(19世05纪年的)从发第言二: 朵乌云中降生了相对
玻尔原子结构假说
1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某 些分立的数值，这些现象叫做轨道量子化；
2、电子在不同的轨道上运动时，原子 对应着不同的状态，具有不同的能量， 即能量量子化；
3、能级跃迁。原子吸收或辐射光子，原 子就会从一种能级跃迁到另一能级。
人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了 气体光谱，不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几 条互不相连的特定谱线，玻尔理论很好的解释了氢原子 的光谱．
第18章第4节 玻尔原子模型
填一填：
玻尔开阔性的思维提出了玻尔原子模型：
①电子绕氢原子核转动的轨道是不__连__续__ ， 即轨道半径只能是几个_特__定___的值；电子在
不同的轨道上绕核转动时原子所具有的 _能__量__也是量子化的，量子化的能量值称为
_能__级__，具有确定能量的稳定状态称为定__态___ ，能量最低的状态称为_基__态__，其他的称为
3、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（ ） 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
ACD