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1、玻尔原子模型教学设计课题玻尔原子模型课型新授课教学目标1.知识与技能(1)了解玻尔原理结构假说的主要 内容。知道轨道量子化、能级、 能量量子化以及基态、激发态的概 念；知道原子跃迁的频率条件。(2) 了解玻尔理论对氢光谱的解 释。(3) 了解玻尔模型的局限性。2.过程与方法学生通过对玻尔理论的学习，探索 经典物理学无法解释的两个问题的 答案。3.情感、态度与价值观培养学生对科学的探究精神，让学 生养成敢于提出问题，勇于探索答 案的科学习惯。教学重难点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。教学关键充分理解玻尔原子理论的基本假设。教学工具计算机、投影仪、PPt课件等。教学
2、方法从学生已学的知识出发，循序渐进，通过提出问题，分析问题，得出结论， 遵循学生的认知规律；采用启发和引导学生对它们加以综合比较，进一步完 善和巩固知识。教师活动学生活动引 入 新 课同学们：自从人类文明诞生以来，对未知世界的探索从未停止，有 人说，人和动物的最大的区别就在于人类会使用工具,会思考,所以 才有了现代的幸福生活。观看视频，产生强 烈的学习愿望。明 确今天的学习内 容。回顾科学家们对原子结构的探索过程汤姆孙发现电子f 否定原子不可分割f 建立西瓜模型一不能解释a粒子散射实验一否定原子不可分割一建立卢瑟 福核式结构模型一两个困难不能解释原子的稳定性和原子光谱 的分立特征一否定卢瑟福核
3、式结构模型一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
4、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：rn =n2r, n=l, 2, 3能量：Eb=4-E, n=l, 2, 3式中小与、分别代表第一条（即 一离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量， %、En分别代表第条可能轨道的半径和电子在第条轨道上运动 时的能量，是正整数，叫量子数。（3）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种思考老师提出的 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，定态（设能量为&.）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hv=E,n
5、-En 为普朗 进 克恒量）（本假设针时线状谱提出） 行33、氢原子的能级图新课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，思考学过的知识。可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径%:2rn=n r，d代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径ri=O.53X IO10 in例：n=2,rj=2.12X IO10 m分组讨论得出通过分析、讨论、 归纳，（2）氢原子的能级：原子在各个定态时的能量值En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当 （包括动 能和势能）E“=Ei/*n=, 2, 3民代表电子在第一条
6、可能轨道上运动时的能量i=43.6eV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 Ez=-3.4eV ,=3 , j=-1.51eV ,n=4 E4=-0.85eV,氢原子的能级图如图所示。思考学过的知识。4、玻尔理论对氢光谱的解释分组讨论得出通过分析、讨论、 归纳，(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
7、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 道一一可能情况只有一种。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。思考与讨论一认真思考老师的气体导电时发光的机理：问题。通常情况下，原子处于基态，是稳定的。气体放电管中的原子受到 高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁
8、到激发态。处于激发态的 原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最 终回到基态。请问:电子撞击时，跃迁遵循频率条件吗？结论：1、粒子撞击原子时，吸收能量，向高能级跃迁，不遵循频率条件2、发生电离时，破坏了原子结构，不遵循频率条件3、原子吸收或发射光子时，遵循频率条件思考与讨论二跃迁时电子动能、原子势能、原子能量的变化？结论：思考问题1 .当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、原 子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。2 .当n增大即轨道半径增大时。库仑力做负功，电子动能减小、原 子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。思考学过的知识。思考与讨论三一群氢原子现
9、处于n=4激发态，跃迁后能发出几种频率不同的光？ 结论：一群氢原子处于量子数为的激发态时，可能辐射出的光谱条数为 n(n-l)/2,一个氢原子处于量子数为的激发态上时，最多可辐射出n-1条光 谱线分组讨论得出思考与讨论四请阅读课本“玻尔理论的局限性”，局限之处：(1)时外层电子数目较多的元素原子光谱，其理论与事 实相差很大通过分析、讨论、 归纳，(2)过多引用了经典的物理理论阅读课文，回答老 师的问题。课1.引导学生在交流的基础上小结本节内容。认真总结概括本堂节内容，比较黑板小2.知识总结构建网络上的小结和自己结的小结，并补充完 整。一、玻尔原子结构模型内容1、轨道量子化假设r/M。2、能量量子化假设E产匕/M3、跃迁假设二、玻尔理论对氢光谱的解释1、向低能级跃迁：发射光子2、向高能级跃迁：吸收光子3、跃迁：三、玻尔理论的成功与局限之处1、成功之处：引入“量子”的观念成功解释氢原子的现状光谱2、局限之处：(1)对外层电子数目较多的元素原子光谱，其理论与事实相差 大(2)过多引用了经典的物理理论板 I! 设 计一、玻尔原子结构模型内容二、玻尔理论对氢光谱的解释三、玻尔理论的成功与局限之处
人教版高中物理选修3-518《玻尔原子模型》教学设计
