原子结构《玻尔的原子模型》
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高中物理-原子结构玻尔的原子模型课件 (2)
汞原子选择吸收，其内存在
到达P极的电子增加。 为 一个能量为4.9eV的量子态。
I,
什 电子能量小于4.9eV时，电子
形成一峰值
么 碰撞汞原子时其能量几乎没
(3) 每隔V=4.9v，就有 一 峰值出现。
? 有损失。电子能量=4.9eV？ =2*4.9eV ？…
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
除了氢原子光谱外，在解决 其他问题上遇到了很大的困难．
电子在某处单位体积内出现的 概率——电子云
玻尔理论解决了原子的稳定性和辐 射的频率条件问题，把原子结构的理 论向前推进了一步 ．
原子也可以从激发态向 基态跃迁，电子所受库仑 力做正功减小电势能，原 子的能量减少要辐射出能 量，这一能量以光子的形 式放出．
光子的发射和吸收
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：
h Em En
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿 运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径 和对应的能量．
2、不同的轨道对应着不同的状态， 在这些状态中，尽管电子在做变 速运动，却不辐射能量，因此这 些状态是稳定的；
玻
3、原子在不同的状态之中具有不
尔
同的能量，所以原子的能量也是
量子化的。
光子的发射和吸收
光子的发射和吸收
原子最低能级所对应的状态叫做基态，比基 态能量高的状态叫激发态．
原子从基态向激发态跃迁，电子克服库仑引 力做功增大电势能，原子的能量增加要吸收能 量．
高中物理第2章原子结构第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构课件鲁科版选修3
跃迁 假设 定频率的光子能量 hν，假如，原子从定态 E2 跃迁到
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一 个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨 道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原 子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一 个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨 道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原 子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
届高考一轮复习课件原子结构玻尔的原子模型
1．电子的发现和汤姆孙的原子模型 电子的发现： 1897年英国物理学家 汤姆孙 ，对阴极射线 进行了一系列的研究，从而发现了电子． 2．α 粒子散射实验和原子核式结构模型 (1)α粒子散射实验：1909年，由 卢瑟福 及 助手盖革、马斯顿完成．
①装置示意图：如图14－3－1
②现象：
a．绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿 原来方向
运动，不发生偏转．
b．有少数粒子发生较大
角度的偏转．
c．有极少数粒子的偏转
角超过了90°，有的几乎
达到180°，即被反向弹回．
图14－3－1
(2)原子的核式结构模型： 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析 计算提出 原子核式结构 模型：在原子中心存 在一个很小的核，称为 原子核 ，原子核集中 了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷 的电子在核外空间绕核旋转． 原子核半径数量级为10－15m，原子轨道半径数 量级为10－10m.
②氢原子的能级图(如图14－3－2)：氢原子的
各个定态的能量值，
叫 氢原子的能级
.按能量的大小用
图象表示出来即能级图．
Hale Waihona Puke 其中n＝1的定态称为 基态 .n＝2以上
的定态，称为 激发态 .
图14－3－2
1.卢瑟福的原子核式结构 问题：卢瑟福为什么要用α粒子散射实验研究 原子的结构？ 解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒 子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的 结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且 利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取 α粒子进行散射实验．
的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨
迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列
说法中正确的是( )
①装置示意图：如图14－3－1
②现象：
a．绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿 原来方向
运动，不发生偏转．
b．有少数粒子发生较大
角度的偏转．
c．有极少数粒子的偏转
角超过了90°，有的几乎
达到180°，即被反向弹回．
图14－3－1
(2)原子的核式结构模型： 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析 计算提出 原子核式结构 模型：在原子中心存 在一个很小的核，称为 原子核 ，原子核集中 了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷 的电子在核外空间绕核旋转． 原子核半径数量级为10－15m，原子轨道半径数 量级为10－10m.
②氢原子的能级图(如图14－3－2)：氢原子的
各个定态的能量值，
叫 氢原子的能级
.按能量的大小用
图象表示出来即能级图．
Hale Waihona Puke 其中n＝1的定态称为 基态 .n＝2以上
的定态，称为 激发态 .
图14－3－2
1.卢瑟福的原子核式结构 问题：卢瑟福为什么要用α粒子散射实验研究 原子的结构？ 解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒 子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的 结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且 利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取 α粒子进行散射实验．
的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨
迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列
说法中正确的是( )
《玻尔的原子模型》 学历案
《玻尔的原子模型》学历案一、学习目标1、了解玻尔原子模型的基本假设。
2、理解能级、跃迁的概念。
3、能用玻尔原子模型解释氢原子的光谱现象。
二、知识回顾在学习玻尔的原子模型之前，我们先来回顾一下之前学过的一些相关知识。
卢瑟福的原子结构模型：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。
他认为原子的中心有一个很小但质量很大的原子核，电子在原子核外绕核运动。
经典电磁理论：根据经典电磁理论，带电粒子做加速运动时会向外辐射电磁波，能量会逐渐减少，最终电子会落到原子核上。
但这与原子的稳定性相矛盾。
三、玻尔原子模型的提出1913 年，丹麦物理学家玻尔在卢瑟福原子模型的基础上，结合了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子学说，提出了新的原子模型。
玻尔原子模型的基本假设：假设一：定态假设原子中的电子只能在一些特定的、分立的轨道上运动，这些轨道的能量是稳定的，不辐射也不吸收能量。
电子在这些轨道上运动时，处于定态。
假设二：跃迁假设当电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道时，会吸收或辐射一定频率的光子，光子的能量等于两个轨道的能量差。
假设三：轨道量子化假设电子绕核运动的轨道半径不是任意的，而是量子化的，只能取一些特定的值。
四、能级能级是指原子中电子处于不同的定态轨道时所具有的能量值。
例如，对于氢原子，其能级可以表示为：＄E_n ＝＼frac{136}｛n^2} eV$ （其中 n ＝ 1，2，3，）n ＝ 1 时对应的能级称为基态，n ＞ 1 时对应的能级称为激发态。
五、跃迁电子在不同能级之间的移动称为跃迁。
当电子从高能级跃迁到低能级时，会辐射出光子，其频率为：＄ν ＝＼frac{E_{初} E_{末}｝｛h}＄（其中 h 为普朗克常量）当电子从低能级跃迁到高能级时，会吸收光子，吸收光子的频率也满足上述公式。
六、玻尔原子模型对氢原子光谱的解释氢原子光谱是一系列不连续的谱线，这用经典电磁理论无法解释。
而玻尔的原子模型能够很好地解释这一现象。
玻尔的原子结构模型
➢ 能级：量子化的能量值。 ➢ 定态：原子中具有确定能量的稳定状态。
基态：能量最低的状态(离核最近) 激发态：其他的能量状态
n
5
4
量3 子2 数
1
E∞
E5 激
E4
发
E3 态
E2
E1 基态
轨
道
与
能
1
级
2
相
3对
应
假说2：频率条件(跃迁假说E4
3
E3
2
E2
1
E1
针对原子光谱是 线状谱提出
2. 根据玻尔理论，某原子的电子从能量为 E 的轨道跃迁到能
量为 Eʹ 的轨道，辐射出波长为 λ 的光，以 h 表示普朗克常量，
c 表示真空中的光速，则 Eʹ 等于 ( C )
A. E h
c
B. E h
c
C. E h c
D. E h c
假说1：轨道量子化
针对原子核式结构模型提出
围绕原子核运动的 电子轨道半径只能是某 些分立的数值。且电子在 这些轨道上绕核的转动 是稳定的，不产生电磁辐 射，也就是说，电子的 轨道是量子化的。
分立轨道
能级(定态)
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运 动，原子处于不同的状态。 玻尔指出，原子在不同的状 态中具有不同的能量，所以 原子的能量也是量子化的。 在这些状态中原子是稳定的。
原子在始、末两个能 级 Em 和 En ( Em>En ) 间 跃迁时，发射 (或吸收) 光子的频率可以由前后 能级的能量差决定：
h Em En
基
电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加
激
吸收光子
跃迁
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
总结词
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。
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。
高中物理 第十八章 原子结构 第4节 玻尔的原子模型讲义(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选
第4节玻尔的原子模型1.丹麦物理学家玻尔提出玻尔原子理论的基本假设。
(1)定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，这些状态中能量是稳定的。
(2)跃迁假设：原子从一个定态跃迁到另一个定态，辐射或吸收一定频率的光子。
hν＝Em－En。
(3)轨道假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。
2．氢原子的轨道半径rn＝n2r1，n＝1,2,3，…氢原子的能量：En＝1n2E1，n＝1,2,3，…一、玻尔原子理论的基本假设1．玻尔原子模型(1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动。
(2)电子绕核运动的轨道是量子化的。
(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，且不产生电磁辐射。
2．定态(1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。
(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。
能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
3．跃迁(1)当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，m>n)时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n，该式被称为频率条件，又称辐射条件。
(2)反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。
二、玻尔理论对氢光谱的解释1．解释巴耳末公式(1)按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝E m－E n。
(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和2。
并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好。
2．解释氢原子光谱的不连续性原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
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原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子核式结构模型提出
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值。
•且电子在这些轨道上
绕核的转动是稳定的，
不产生电磁辐射，也
就是说，电子的轨道
也是量子化的
原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运 动，原子处于不同的状 态．玻尔指出，原子在不 同的状态中具有不同的能 量，所以原子的能量也是 量子化的。在这些状态中 原子是稳定的。
电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动 能越小，电势能越大.
（4）跃迁时伴随着电子动能、原子电势能 与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原
子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子 能量减小．反之，轨道半径增大时，原子
电势能增大，电子动能减小，原子能量增
大．
原子结构《玻尔的原子模 型》
rn n2r1
氢
(r1=0.053nm)
原 子 能
En
1 n2
E1
级
( E 1 13 .6子模
型》
说明1：（1）氢原子各定态的能量值，为电
子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和( 即E=Ek+Ep)
例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
巴 耳 末 系
原子结构《玻尔的原子模 型》
-3.40 eV -13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴耳末公式R=1.10107m1 里德伯常量
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
-13.6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来
标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
氢 n= 原 n=5 子 n=4 能 n=3
级 跃
迁 n=2
与 光 谱
图 n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV
典
化是连续的，辐射
理
电磁波的频率等于
论
绕核运动的频率,
认
连续变化,原子光
为 谱应该是连续光谱
事
原子光谱是不
实
连续的,是线
状谱
原子结构《玻尔的原子模 型》
以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经 典电磁理论不适用于原子这样小的物体产 生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913 年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基 础上，把普朗克的量子理论运用到原子系 统上，提出了玻尔理论。
➢ 问题2：气体导电发光机理是什么？ ➢ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征
说明3 处于激发态的原子由于不稳定，会自 发的向低能级跃迁，并产生不同频率的谱线。
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激 发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
N=
n(n 1)
2
但如果氢原子核外只有一个电子，这个电子在 某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某 段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时， 可能的情况只有一。
说明2：
1 从高能级向低能级跃迁时要释放能量。以光
子形式辐射出去----- 发射光子（原子发光现象 2）从低能级向高能级跃迁要吸收能量
（1） 若吸收光子 对于能量大于或等于13.6ev的光子（电离）
对于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸收， 要么不吸收）
（2）若吸收实物粒子能量
只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁, 就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向 高能级跃迁,多余原型能子》结量构仍《玻为尔的实原子物模粒子动能。
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
轨道与能级相对应
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
５
赖曼系（紫外线）
４
-0.54 -0.85
３
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
帕邢系（红外线） N=1
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
１
成功解释了氢原光子结谱构《的玻尔的所原子有模 谱线。 型》
原子结构《玻尔的原子模 型》
说明4. 跃迁与电离的问题 原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光
子，其光子的能量都必须等于这两个能级 的能量差．若想把处于某一定态上的原子 的电子电离出去，就需要给原子一定的能 量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子 都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入 射光子的能量越大，原子电离后产生的电 子具有的动能越大．
率由前后能级的能量差决定。即hν＝Ｅm-Ｅn其中ν为对应 光子的频率。
低 能 En 级
吸收光子
跃迁
辐射光子
高 Em 能
级
原子结构《玻尔的原子模 型》
跃迁情形
５
E∞
Ｅ５
nn
４
Ｅ４
３
Ｅ３
２
Ｅ２
１
原子结构《Ｅ玻１尔的原子模
型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
玻尔（1885~1962）
原子结构《玻尔的原子模 型》
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
e
理 子损失了能量，其轨
论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使
e+
为 原子变得不稳定．
事 实
e
v F
r+ e
原子结构《玻尔的原子模 型》
经
由于电子轨道的变
原子结构《玻尔的原子模 型》
➢能级：量子化的能量值。 ➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态
E∞
５ ４
３
Ｅ５
Ｅ４ Ｅ３
激发态
量
２
子
Ｅ２
1 2
3
数
１
Ｅ１ ——基态
能级图原型子》结构《玻轨尔的道原子与模能级相对应
针对原子光谱是线状谱提出
电子在始、末两个能级Em和En（ Em>En ）间跃迁时会 发射（或吸收）光子的频率，发射（或吸收）光子的频
（2）这里的电势能Ep＜0，原因是规定了无 限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电
势能越少，负得越多。且其大小总大于同一
定态的动能值，所以各定态能量值均为负值,
因此，不能根据氢原子的能级公式
得出 E n
E1 n2
氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。
原子结构《玻尔的原子模
型》
(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大
针对原子核式结构模型提出
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值。
•且电子在这些轨道上
绕核的转动是稳定的，
不产生电磁辐射，也
就是说，电子的轨道
也是量子化的
原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运 动，原子处于不同的状 态．玻尔指出，原子在不 同的状态中具有不同的能 量，所以原子的能量也是 量子化的。在这些状态中 原子是稳定的。
电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动 能越小，电势能越大.
（4）跃迁时伴随着电子动能、原子电势能 与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原
子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子 能量减小．反之，轨道半径增大时，原子
电势能增大，电子动能减小，原子能量增
大．
原子结构《玻尔的原子模 型》
rn n2r1
氢
(r1=0.053nm)
原 子 能
En
1 n2
E1
级
( E 1 13 .6子模
型》
说明1：（1）氢原子各定态的能量值，为电
子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和( 即E=Ek+Ep)
例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
巴 耳 末 系
原子结构《玻尔的原子模 型》
-3.40 eV -13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴耳末公式R=1.10107m1 里德伯常量
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
-13.6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来
标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
氢 n= 原 n=5 子 n=4 能 n=3
级 跃
迁 n=2
与 光 谱
图 n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV
典
化是连续的，辐射
理
电磁波的频率等于
论
绕核运动的频率,
认
连续变化,原子光
为 谱应该是连续光谱
事
原子光谱是不
实
连续的,是线
状谱
原子结构《玻尔的原子模 型》
以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经 典电磁理论不适用于原子这样小的物体产 生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913 年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基 础上，把普朗克的量子理论运用到原子系 统上，提出了玻尔理论。
➢ 问题2：气体导电发光机理是什么？ ➢ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征
说明3 处于激发态的原子由于不稳定，会自 发的向低能级跃迁，并产生不同频率的谱线。
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激 发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
N=
n(n 1)
2
但如果氢原子核外只有一个电子，这个电子在 某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某 段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时， 可能的情况只有一。
说明2：
1 从高能级向低能级跃迁时要释放能量。以光
子形式辐射出去----- 发射光子（原子发光现象 2）从低能级向高能级跃迁要吸收能量
（1） 若吸收光子 对于能量大于或等于13.6ev的光子（电离）
对于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸收， 要么不吸收）
（2）若吸收实物粒子能量
只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁, 就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向 高能级跃迁,多余原型能子》结量构仍《玻为尔的实原子物模粒子动能。
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
轨道与能级相对应
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
５
赖曼系（紫外线）
４
-0.54 -0.85
３
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
帕邢系（红外线） N=1
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
１
成功解释了氢原光子结谱构《的玻尔的所原子有模 谱线。 型》
原子结构《玻尔的原子模 型》
说明4. 跃迁与电离的问题 原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光
子，其光子的能量都必须等于这两个能级 的能量差．若想把处于某一定态上的原子 的电子电离出去，就需要给原子一定的能 量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子 都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入 射光子的能量越大，原子电离后产生的电 子具有的动能越大．
率由前后能级的能量差决定。即hν＝Ｅm-Ｅn其中ν为对应 光子的频率。
低 能 En 级
吸收光子
跃迁
辐射光子
高 Em 能
级
原子结构《玻尔的原子模 型》
跃迁情形
５
E∞
Ｅ５
nn
４
Ｅ４
３
Ｅ３
２
Ｅ２
１
原子结构《Ｅ玻１尔的原子模
型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
玻尔（1885~1962）
原子结构《玻尔的原子模 型》
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
e
理 子损失了能量，其轨
论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使
e+
为 原子变得不稳定．
事 实
e
v F
r+ e
原子结构《玻尔的原子模 型》
经
由于电子轨道的变
原子结构《玻尔的原子模 型》
➢能级：量子化的能量值。 ➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态
E∞
５ ４
３
Ｅ５
Ｅ４ Ｅ３
激发态
量
２
子
Ｅ２
1 2
3
数
１
Ｅ１ ——基态
能级图原型子》结构《玻轨尔的道原子与模能级相对应
针对原子光谱是线状谱提出
电子在始、末两个能级Em和En（ Em>En ）间跃迁时会 发射（或吸收）光子的频率，发射（或吸收）光子的频
（2）这里的电势能Ep＜0，原因是规定了无 限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电
势能越少，负得越多。且其大小总大于同一
定态的动能值，所以各定态能量值均为负值,
因此，不能根据氢原子的能级公式
得出 E n
E1 n2
氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。
原子结构《玻尔的原子模
型》
(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大