高中物理选修3-5教学设计 2.3 玻尔的原子模型 教案
人教版高中物理选修(3-5)-18.4《玻尔的原子模型》名师教案
4 玻尔的原子模型河北省张家口市第一中学王俞瑜核心素养通过《玻尔的原子模型》的学习过程，培养学生尊重事实，敢于质疑、大胆想象、严谨认真的科学态度和科学精神，提高学生的创新能力。
学习目标1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容．(重点)2.了解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念．(重点)3.掌握用玻尔原子理论简单解释氢原子模型．(重点、难点)4.了解玻尔模型的不足之处及其原因.知识脉络教学过程课前：登陆平台，发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）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做能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫做基态，其他的能量状态叫做激发态．3．跃迁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(其能量记为E n，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件．判断：1．玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的．(√)2．电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态．(√) 3．电子能吸收任意频率的光子发生跃迁．(×)思考：1．玻尔的原子模型轨道与卢瑟福的行星模型轨道是否相同？【提示】不同．玻尔的原子模型的电子轨道是量子化的，只有当半径的大小符合一定条件时才有可能．卢瑟福的行星模型的电子轨道是任意的，是可以连续变化的．2．电子由高能量状态跃迁到低能量状态时，释放出的光子的频率可以是任意值吗？【提示】不可以．因各定态轨道的能量是固定的，由hν＝Em－En可知，跃迁时释放出的光子的频率，也是一系列固定值．合作讨论：根据玻尔原子模型，原子核外的电子处于一系列不连续的轨道上，原子在不同的轨道又具有不同的能量．探讨1：原子处于什么状态稳定，什么状态不稳定？【提示】原子处于基态时是稳定的，原子处于激发态时不稳定．探讨2：原子的能量与电子的轨道半径具有怎样的对应关系？【提示】原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小．重点理解：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．氢原子各条可能轨道上的半径r n＝n2r1(n＝1,2,3…)其中n是正整数，r1是离核最近的可能轨道的半径，r1＝0.53×10-10 m．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．2．能量量子化(1)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的．这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式E n＝E1/n2 (n＝1,2,3…)其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6 eV，n是正整数，称为量子数．量子数n越大，表示能级越高．(3)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．3．跃迁原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，.可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁．解决玻尔原子模型问题的四个关键(1)电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量．(2)原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定．(3)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的．(4)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小．二．玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论的局限性1．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．2．玻尔理论的局限性(1)成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律．(2)局限性保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运动．(3)电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云．（提示：请打开素材“动画演示：能级状态”）判断：1．氢原子能级的量子化是氢光谱不连续的成因．(√)2．玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线．(√)3．巴耳末公式是玻尔理论的一种特殊情况．(√)4．玻尔理论能成功地解释氢光谱．(√)5．电子云就是原子核外电子的分布图．(×)思考：1．根据巴耳末公式1/λ＝R(1/22－1/n2)计算出的氢原子光谱线是玻尔模型中电子怎样跃迁发出的？【提示】巴耳末公式代表的是电子从量子数n＝3,4,5…的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线．2．电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量子化又如何解释？【提示】在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道，只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在r n＝n2r1处的概率大．合作讨论：如图所示为一氢原子的能级图，一个氢原子处于n＝4的能级．探讨1：该氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出几种频率的光子？【提示】3种．探讨2：该氢原子的电离能是多大？要使该氢原子电离，入射光子的能量必须满足什么条件？【提示】0.85 eV、E≥0.85 eV重点理解1．能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n＝1时对应的能量，其值为－13.6 eV。
玻尔的原子模型教学设计
《玻尔的原子模型教学设计》【教材分析】1.在教材中的地位作用本课题处于高中物理选修3-5第十八章第四节，选修3-5第十八章《原子结构》原子结构作为联系物理和化学的纽带,不仅是学过的原子结构知识的综合和扩展,也是以后学习原子核的基础。
从前后联系来看，有利于巩固学生对氢原子光谱地认识。
有利于强化学生对原子发光地认识。
在讲解时，对推理方法、思维方法地分析，为今后学习原子核打下了必要条件。
起到承上启下地作用。
教材安排具有目地性，教材这节结构能较好地突出理论于实践地统一，使学生明白物理规律既可直接从实验得出，也可用已知规律从理论上推导得出。
本节是高考的重点和热点，主要以选择题和填空题的形式考查，所以应突出对每个概念、规律、现象的理解。
紧扣教材，重点对玻尔理论、能级跃迁规律的理解。
这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．2.教材的特点本章教材有一个共同的特点就是以卢瑟福核式结构模型为基础，让学生得出感性认识，再通过光谱分析总结出原子发光的不同规律，在通过对典理论的困难的基础上提出假设从而形成对玻尔原子模型的理性认识。
【教学目标】1. 知识、技能目标：①了解玻尔原子模型及能级的概念。
②理解原子的发光和吸收光子的频率与能级差的关系。
③知道玻尔对氢原子光谱的解释以及玻尔理论的局限性。
2. 能力、方法目标：①通过假设理论的研究，进一步培养学生观察现象，分析、归纳、总结规律的能力．在讨论归纳中锻炼学生地语言表达能力。
②通过对典理论的困难的基础上提出假设，培养学生掌握概念和规律及方法相关知识的区别和联系的理解能力、观察能力、实验能力、思维能力、自学能力。
综合应用能力；练习科学方法；培养创新精神；发展个性和特长。
③培养观察能力、分析推理能力以及创新意识、发明意识等；④通过计算机模拟培养学生的推理及空间想象能力;3. 情感、态度目标：①培养学生尊重客观事实，世界是客观的，而人又是具有主观能动性的科学的辩证唯物主义的认识观和世界观。
高中物理《玻尔的原子模型》优质课教案、教学设计
《玻尔原子模型》教学设计，进行新课 回顾科学家们对原子结构的探索过程汤姆孙发现电子 → 否定原子不可分割 → 建立西瓜模型→ 不能解释 α 粒子散射实验 → 否定原子不可分割 → 建立卢瑟福核式结构模型 → 两个困难 不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 → 否定卢瑟福核式结构模型 → 建立新的原子理论玻尔在普朗克的量子化和爱因斯坦的光子说的基础上,提出了自己的原子模型,主要是轨道量子化假说,能量量子化假说,能级跃迁假说.1、玻尔的原子理论（1） 能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
这些状态叫定态。
（本假设是针对原子稳定性提出的） （2） 轨道量子化假设：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。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条 可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径： r =n 2r n=1，2，3…… n 1能 量 ： E = 1E n=1，2，3…… n n21 式中 r 1、E 1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，r n 、E n 分别代表第 n 条可能轨道的半径和电子在第 n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。
（3）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为 E n ）跃迁到另一种 定态（设能量为 E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h ν =E m - E n （h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）3、氢原子的能级图思考老师提出的问题。
在老师的引导思考回答问题。
思考学过的知识。
分组讨论得出通过分析、讨论、归纳，思考学过的知识。
高中物理选修3-5教学设计3：18.4 玻尔的原子模型教案
4玻尔的原子模型
[教学目标]：
1.掌握玻尔理论的主要内容，理解原子的定态和能级的概念；
2.初步理解原子基态、激发态的概念，掌握能级图，了解能量辐射与吸收的规律；
3.通过对玻尔提出原子理论过程的讲述，培养学生创造能力，学习科学的研究方法。
[重点、难点分析]:
1.重点是玻尔的原子理论及量子思想；
2. 轨道能级的概念及对原子发光现象的解释是本节的难点.
[教学方法]：
1．在讲授过程中，通过提出矛盾——解决问题的基本思路，结合历史实际情况，加深学生对玻尔假设的认识；
2．本课将通过电脑进行形象的模拟，符合由感性到理性的认知过程。
[教具]:电子课件,投影仪,圆规
第二节．玻尔原子理论
一． 玻尔的原子理论：
假设一：（定态假设）
假设二：（跃迁假设）
假设三：（轨道假设）
二．氢原子的轨道半径和能量：r n= n2r1，
E n= E1/n2
n= 1，2，3......
n叫量子数
三．氢原子的能级：
基态
激发态＿＿[ 结合演示]
能级跃迁。
2.3玻尔的原子模型 学案(2020年鲁科版高中物理选修3-5)
2.3玻尔的原子模型学案（2020年鲁科版高中物理选修3-5）第3节玻尔的原子模型目标定位1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容.2.了解能级.跃迁.能量量子化以及基态.激发态等概念.3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子发光问题一.玻尔的原子模型1定态原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态2跃迁假设原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，即hE2E1.3轨道假设原子的不同能量状态对应于电子不同的运行轨道，原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道也是不连续的轨道半径r跟电子动量mv的乘积满足下式的这些轨道才是可能的mevrnn1,2,3，式中n是正整数，称为量子数想一想氢原子从高能级向低能级跃迁时，是不是氢原子所处的能级越高，释放的光子能量越大答案不一定氢原子从高能级向低能级跃迁时，所释放的光子的能量一定等于能级差，氢原子所处的能级越高，跃迁时能级差不一定越大，释放的光子能量不一定越大二.氢原子的能级结构1氢原子的能级公式和轨道半径公式Enn1,2,3，rnn2r1n1,2,3，式中E113.6eV，r10.531010m.2氢原子能级图如图1所示图13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能级差，由于原子的能级是不连续的，所以放出的光子的能量也是不连续的，因此原子的发射的光频率也不同一.对玻尔理论的理解1轨道量子化1轨道半径只能够是一些不连续的.某些分立的数值2氢原子的电子最小轨道半径为r10.053nm0.531010m，其余轨道半径满足rnn2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数2能量量子化1不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的2基态原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E113.6eV.3激发态除基态之外的其他能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动氢原子各能级的关系为EnE1E113.6eV，n1,2,3，3跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即高能级低能级En【例1】多选按照玻尔原子理论，下列表述正确的是A核外电子运动轨道半径可取任意值B氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即h|EmEn|D氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量答案BC解析根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C 正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误【例2】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大答案D解析根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知电子离核越远，即r越大时，电子的动能越小，故A.C错；由r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D正确借题发挥当氢原子从低能量态En向高能量态Emnm跃迁时，r增大，Ek减小，Ep增大或r增大时，库仑力做负功，电势能Ep增大，E增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量hEmEn.二.原子能级和能级跃迁的理解1氢原子能级图如图2所示图22根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为n的氢原子跃迁到基态时，可能辐射出不同频率的光子数可用NC计算3原子从低能级向高能级跃迁只能吸收一定能量的光子，即当一个光子的能量满足hE末E初时，才可能被某一个原子吸收，而当光子能量h 大于或小于E末E初时都不能被原子吸收；原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差【例3】如图3所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图图3答案12.75eV跃迁图见解析图解析氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足hEnE22.55eVEnhE20.85eV所以n4基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供的能量为EE4E112.75eV.跃迁图如图所示借题发挥1如果是一个氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，可能发出的不同频率的光子数为n1.2如果是一群氢原子，从某一激发态向基态跃迁时，发出不同频率的光子数为N.针对训练如图4所示，1.2.3.4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级处在n4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光子中，波长最长的是图4An4跃迁到n1时辐射的光子Bn4跃迁到n3时辐射的光子Cn2跃迁到n1时辐射的光子Dn3跃迁到n2时辐射的光子答案B解析根据玻尔理论EmEnhh，能级差越小，发射光子的越小，越长，故B对.对玻尔理论的理解1多选玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有A原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射或吸收一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案ABC解析A.B.C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关2多选对氢原子能级公式En的理解，下列说法中正确的是A原子定态能量En是指核外电子动能与核之间的静电势能的总和BEn是负值CEn是指核外电子的动能，只能取正值D从式中可以看出，随着电子运动半径的增大，原子总能量减少答案AB解析这里是取电子自由态作为能量零点，所以电子处在各个定态中能量均是负值，En表示核外电子动能和电子与核之间的静电势能的总和，所以选项A.B对，C错，因为能量是负值，所以n越大，En越大，D错氢原子能级及跃迁3多选氢原子能级如图5所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是图5A氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656nmB用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级答案CD解析由氢原子能级图可知氢原子从n2跃迁到n1的能级的能量差大于从n3跃迁到n2的能级的能量差，根据|EnEm|h和可知，|EnEm|h，选项A错误；同理从n1跃迁到n2的能级需要的光子能量大约为从n3跃迁到n2的能量差的五倍左右，对应光子波长应为从n3跃迁到n2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项B错误；氢原子从n3跃迁到n1的能级的能量差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项C正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|EnEm|h，选项D正确4用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1.2.3的三条谱线，且321，则A01B321C0123D.答案B解析大量氢原子跃迁时，只有三种频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据跃迁公式有，h3h2h1，解得321，选项B正确.。
玻尔的原子模型教案
玻尔的原子模型教案教案标题：探索玻尔的原子模型一、教学目标：1. 理解原子结构的发展历程，了解玻尔的原子模型的基本原理和特点。
2. 掌握玻尔的原子模型的结构和特点，能够运用该模型解释原子光谱和能级跃迁。
3. 培养学生的实验探究能力和科学思维，通过实验和讨论，加深对原子结构的理解。
二、教学重点和难点：重点：玻尔的原子模型的基本原理和特点，原子光谱和能级跃迁的解释。
难点：理解原子的能级结构和玻尔模型的提出及其意义。
三、教学内容和过程：1. 导入：通过提问和讨论，引导学生回顾原子结构的历史发展，引出玻尔的原子模型。
2. 学习：介绍玻尔的原子模型的基本原理和特点，包括定态、能级、能级跃迁等概念，并进行示意图和数学推导的讲解。
3. 实验探究：设计实验，让学生通过测量氢原子光谱线的波长，验证玻尔模型对氢原子光谱的解释，引导学生观察实验现象，分析实验数据，加深对玻尔模型的理解。
4. 拓展应用：通过案例分析和讨论，引导学生了解玻尔模型在其他原子和分子的应用，如氢分子离子、氦原子等。
5. 总结归纳：对玻尔的原子模型进行总结和归纳，强调其在原子结构研究中的重要性和意义。
6. 作业布置：布置相关阅读和思考题，巩固和拓展学生对玻尔模型的理解和应用。
四、教学手段和资源：1. 多媒体课件：用于呈现玻尔模型的基本原理和实验过程。
2. 实验器材：用于进行氢原子光谱线测量实验。
3. 教科书和参考书：用于学生课后阅读和深入学习。
五、教学评价：1. 实验报告：学生完成实验报告，包括实验目的、方法、数据处理和结论等内容。
2. 课堂讨论：通过课堂讨论和提问，检查学生对玻尔模型的理解和应用能力。
3. 作业考查：布置相关作业，检验学生对玻尔模型的掌握程度。
通过以上教学设计，学生将能够全面了解玻尔的原子模型，掌握其基本原理和应用，培养实验探究能力和科学思维，为学生今后的学习和科研打下坚实基础。
玻尔的原子模型说课稿
《玻尔的原子模型》说课稿一、考情分析高中物理介绍了三种原子结构模型分别是汤姆孙原子模型、卢瑟福原子核式结构、玻尔原子模型，原子结构内容比较抽象，高考对这部分内容虽然要求较低但历届高考命题均有涉及，其中对玻尔理论的考查常以氢原子为例，集中体现对定态假设、跃迁假设的理解能力及推理能力、抽象思维能力的考查，以及和光电效应相结合，独立成题或者以选择题部分选项为主。
二、说教材本课题是高中物理选修3-5第十八章第四节，选修3-5第十八章《原子结构》原子结构作为联系物理和化学的纽带,不仅是学过的原子结构知识的综合和扩展,也是以后学习原子核的基础。
有利于巩固学生对氢原子光谱的认识，强化学生对原子发光的认识，起到承上启下的作用。
整章内容贯穿着发现问题——提出猜想——实验验证--建立模型——解释模型”过程。
本节教材通过玻尔发现问题--提出假说--解决问题--不足之处展开，本节教学重点是对玻尔理论、能级跃迁规律的理解。
从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体验科学家的思维方法．尽管玻尔模型后来被证明很不完善，但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑，玻尔理论解决了原子的稳定性和光谱分立性问题，引入的量子观念、定态和跃迁概念对人类在认识微观领域上观念的转变作出了重大贡献!它进一步说明微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能更好地解决。
本节内容是本章的重点，也是难点，本节内容容量大、不易理解，计划用2课时，本节是第1课时。
三、说学情学生通过前面三节内容已经学习了卢瑟福的核式结构模型、氢原子光谱特征，对原子模型和光谱特征已有感性的认识。
本节课通过对光谱特征分析总结出原子发光的不同规律，通过对经典理论遇到困难的基础上提出假设从而形成对玻尔原子模型的理性认识。
从研究方法上来看，学生在必修一伽利略研究自由落体运动这节内容已接触过发现问题——提出假说这种科学研究方法；从知识水平上看，本节内容抽象，肉眼不可见，远离生活，学生难以理解。
【人教版】高中物理选修3-5优秀教学案集：第十八章 第4节 玻尔的原子模型 Word版含答案
第4节玻尔的原子模型1．丹麦物理学家玻尔提出玻尔理论的基本假设(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＝E m－E n。
(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r n＝n2r1，n＝1,2,3，…氢原子的能量：E n＝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做能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态。
能量最低的状态叫做基态，其他的能量状态叫做激发态。
3．跃迁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(其能量记为E n，m>n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。
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。
三、玻尔理论的局限性1．成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。
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2.3 玻尔的原子模型
知识与技能
（1）了解玻尔原子理论的主要内容；
（2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。
过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。
情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。
教学重点：玻尔原子理论的基本假设。
教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
课时安排
2课时
教学过程
引入新课:
1、α粒子散射实验的现象是什么？
2、原子核式结构学说的内容是什么？
3、卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾
教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
新课教学:
1、玻尔的原子理论
（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
这些状态叫定态。
（本假设是针对原子稳定性提出的）
（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
（3）轨道量子化假设：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。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径：
12r n r n =
n=1，2，3……能 量： 121E n E n n=1，2，3……式中r 1、E 1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，r n 、E n 分别代表第n 条可能轨道的半径和电子在第n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。
3、氢原子的能级图
从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。
2.氢原子的能级结构
（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径r n ： r n =n 2r 1，
r 1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径
r 1=0.53×10-10 m
例：n=2， r 2=2.12×10-10 m
（2）氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值E n 称为原子的能级。
它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量E n （包括动能和势能） E n =E 1/n 2 n=1，2，3，······
E 1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量
E 1=-13.6eV
注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。
例：n=2，E 2=-3.4eV ， n=3，E 3=-1.51eV ， n=4，E 4=-0.85eV ，……
氢原子的能级图如图所示。
（1）基态和激发态
基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。
激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。
（2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量
的过程。
原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，
是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐
射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。
说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能
在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一
轨道——可能情况只有一种。
可是，通常容器盛有的氢气，总是
千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种
情况出现了。
但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。
课堂小结：
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
课堂练习
（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
（2）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
（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（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
（4）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
（5）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ra>rb，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。