《玻尔的原子模型》说课和评课PPT

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玻尔的原子模型
说课与评课
南京市金陵中学
吴兴国
一、教材分析
本节内容是本章的重点,也是难点,本节内
容容量大、不容易理解,建议用2课时。
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。
二、难点突破
难点一:为什么会想到“轨道假设、能级假
设、跃迁假设”三个假设为基本内容的玻尔理论?
通过回顾科学家对原子结构的认识历史,让
学生认识到玻尔理论的提出是一种历史召唤
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的枣
糕模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
汤姆孙的西
瓜模型
建立
卢瑟福的核
式结构模型
出现矛盾
原子稳定性事实
氢光谱实验
否定
卢瑟福的核
式结构模型
建立
?
介绍一段有趣的历史,让学生进一步理解玻
尔理论的提出是一种历史必然
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”。
玻尔把量子观念引入到原子理论中去,提出
了区别于经典观念的假设,是一个创举。
难点二:如何理解“电子的轨道是量子化
的” ?
电子的“轨道”可以类比为楼梯的“台阶”或棋
盘上棋子的“位置”,是“不连续”的。
用“类比”的方法方便学生理解
难点三:氢原子的能级图中的能量究竟是什么
能?为什么是负值?
严格讲,在氢原子中,电子和核在库仑力
作用下绕公开质心运动,
m核 m
折合 质量 
m核  m
m核 m
 m核  m   
m
m核  m
于是,可以近似认为原子核是固定不动的,
原子的能量就可以认为是电子的动能与电子和
核的电势能之和,即(取无限远出的电势能为0)
2
1
e
2
E  mv  k
2
r
2
2
e
v
又k 2  m
r
r
e2
得 :E   k
2r
通过讲透原子的能量,让学生真正理解氢
原子的能级图中的能量究竟是什么能?为什么
是负值?
难点四:巴尔末公式有正整数n出现,氢原子的
能级图也用正整数n来标志氢原子的能级。它们
之间是否有某种关系?
对照课本P55图18.3-5 “氢原子的光谱”,通
过玻尔的理论算出从能级3、4、5等向能级2跃迁
时发出的光的波长,而实验结论巴尔末公式也给
出了氢原子发光波长的公式,结果玻尔理论算出
的发光波长与巴尔末公式里的波长相等。
(巴尔末系)
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
1
1 1
 R( 2  2 ) n  3, 4,5,...

2 n
巴耳末公式 R=1. 10 107m1 里德伯常量
根据:E=hv,λ=c/v
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=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、几点看法
1、使氢原子中的电子发生向外跃迁有两种途径,
一是用光照射;二是通过具有一定动能的实物粒
子的碰撞.用光照射使氢原子跃迁时,入射光的
频率要满足选择性原则(光子能量超过电离能时
除外),对于用实物粒子通过碰撞实现氢原子的
跃迁,不能认为:“实物粒子与光子不同,其能
量不是一份一份的,只要入射粒子的能量大于或
等于氢原子
两能级的能量差值,其动能的全部分或部分
为原子吸收,可使原子发生能级跃迁”
(l)电子入射.如果用电子作实物粒子与氢
原子碰撞,则因其质量me<<mH
,根据动
量守恒定律和能量守恒可得:只要入射电子
的初动能大于或等于氢原子两能级的能量差
值,氢原子将发生跃迁,反之跃迁则不发生。
(2)质子、中子或氢原子入射.用质子、中
子或氢原子作实物粒子碰撞处于静止状态的另一
氢原子,则因其质量m=mH,根据动量守恒和能
量守恒可知:只有在氢原子两能级的能量差值等
于或小于入射氢原子动能的1/2时,跃迁才发生;
反之跃迁不发生.
(3)α粒子入射,只有在氢原子两能级的能量
差值等于或小于入射α粒子动能的1/5时,跃迁
才发生;反之跃迁不发生.
2、本节在介绍玻尔原子理论的内容之后,
用它来成功地解释了氢光谱的实验规律。玻
尔理论的一个重要假设是原子能量的量子化,
“科学足迹”中介绍的弗兰克—赫兹实验从
另一个角度证明了能量子化的正确性。所以
本节的“科学足迹”我们是作为必须掌握去
要求学生的。
谢谢!