电子在某处单位体积内出现的概率——电子云
问题与练习
如图，用玻尔理论解释，当巴耳末公式n=5时计算出的氢原子 光谱的谱线，是哪两个能级之间的跃迁造成的？
根据巴耳末公式，n=5时计算出的 氢原子光谱的谱线是量子数为5的 能级跃迁到量子数为2的能级形成 的
问题与练习 请用玻尔理论解释：为什么原子的发射光谱都是一些分立的亮线？
跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从 某一轨道跃迁到另一轨道对应着原子从一个能量状 态（定态）跃迁到另一个能量状态（定态）
电离：原子吸收能量使电子脱离原子束缚的现象
能级跃迁和电离
能量变化情况：当轨道半径减小时，库仑力做 正功，原子的电势能Ep减少，电子动能增加， 原子能量减少。
反之，轨道半径增大时，原子电势能增加，电子 动能减少，原子能量增加
不能
若给它13.6的能量，电子将会如 何运动？大于13.6eV的能量呢？
能级跃迁与电离 直接跃迁和间接跃迁 玻尔能级公式的应用 电离和跃迁的区别
能级跃迁和电离
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：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做 激发态。
氢原子能级
那么，玻尔理论是如何 解释氢光谱的呢？
玻尔理论对氢光谱的解释 了解氢原子的能级图 能根据氢原子基态能级推导不同激发态能级 能利用玻尔理论解释氢原子光谱
玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级
原子在始、末两个能
级和
间跃迁时发射光子的
频率可以由下式决定：
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极差
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。 又由于不同原子具有不同的结构，能级各不同，因此辐射（或 吸收）的光子频率也不同。
氢原子能级跃迁与光谱图
电子从低能级（如基态）向高能 级（如第一激发态）跃迁时，需 要吸收能量
若给它10.1eV的能量，电子能否 发生跃迁？
对照人造卫星与地球 内层轨道时能量较低
能量量子化（定态） 基态：能量值最低、轨道半径最小的状态
激发态：除基态外的状态
基态
电离：原子吸收能量使电子脱离原子束缚的 现象
能量量子化（定态）
2、能量量子化：针对原子的稳定性提出
当电子在不同的轨道上运动时，原子处于 不同的状态，具有不同的能量。 原子中这些具有特定能量的稳定状态，称 为定态。
玻尔的假设
了解轨道量子化与定态假设 了解频率条件假设 知道能量量子化、轨道量子化、能级、定态、基态、激 发态、跃迁等概念
波尔的原子结构假说
玻尔
轨道量子化
玻尔原子 理论的基 能量量子化 本假设
跃迁假说
轨道量子化
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， 即电子的轨道是量子化的。
不是
光子的发射和吸收 一群氢原子处于n=4激发态，最多向外辐射多少种频率 的光子？
6种
光子的发射和吸收
氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时 可能直接跃迁到基态， 也可能先跃迁到其他低能级的激发态，然后再到基态， 因此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性，其 可能为 种情况。
光子的发射和吸收
人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)
人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)
弗兰克—赫兹实验 ①方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子发生 碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。
人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)
由于原子的能级是分力的，所以放出的光 子的能量也是分立的
氢原子光谱
因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
玻尔理论对氢光谱的解释
n
∞
氢 激发态
５ ４
原
３
子
的
２
巴
能
耳
级
末
图
１
系
基态 赖曼系
帕邢系
E/eV 0 eV
普
布
丰
喇
德
开
系
系
-0.54 -0.85 -1.51
-3.4
玻尔理论还能很好地解
释甚至预言氢原子其他
电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
电子跃迁模拟动画
跃迁假设（频率条件)
跃迁：原子由一个能量态变为另一 个能量态的过程称为跃迁。
电子从高能级向低能级跃迁
电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。
发，其光子的能量必须等于两能
级的能量差，否则不吸收
光子的发射和吸收
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？
不可以。因个定态轨道的能量是固定的，
由
可知，跃迁时释放出的光子的频率也是一
系列固定值。
光子的发射和吸收
氢原子从高能级向低能级跃迁时，是不是能级越高，释放的 光子能量越大？
建立 汤姆孙的枣糕模型
α粒子散射实验
否定
建立 卢瑟福的核式结构模型
完美？
但是与经典的电磁理论发生了矛盾
轨道上运动的电子带有电荷
运动中要辐射电磁波，损失能量
经典物理学观点下， 原子将发生“塌陷”
事实上，原 子是稳定的
轨道半径不断缩小 最终落在原子核上
另一方面 电子轨道连续变化
辐射电磁波的频率也会连续变化
玻尔模型的局限性 玻尔模型的局限性 电子云
玻尔模型的局限性
玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条件问题，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
①量子化条件的引进没有适当的理论解释 ②氦原子光谱
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的。 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。
这就是气体导电时发光的机理
玻尔理论解释不同元素的谱线有不同的特征
玻尔理论又是如何说明为什么不同元素的谱线有不同特征呢？
1.文化危机深化到一定程度，必定引 起深刻 的文化 转型。 所谓文 化转型 ，是指 特定时 代、特 定民族 或群体 赖以生 存的主 导性文 化模式 为另一 种新的 主导性 文化模 式所取 代。 2.在这种意义上，文化转型同文化危 机一样 ，并不 是经常 发生的 社会历 史现象 ，无论 是个体 的文化 习惯的 改变、 价值信 念或信 仰的改 变，还 是特定 群体或 特定社 会某些 文化特 质或文 化理念 的一般 意义上 自觉的 或不自 觉的更 新，都 不能算 作文化 转型.
粒子轰击使电子电离
原子若是吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发 实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，
所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级
的能量差值（
）
就可使原子发生能级跃迁
玻尔
玻尔理论的成功
玻尔理论第一次将量子观念引入原子 领域，比较完满地解释了氢原子光谱，
他所提出的定态和跃迁这两个概念， 解决了原子的稳定性及原子发射和吸 收电磁辐射之谜，对量子论的建立有 着深远影响 但是玻尔理论也有它的局限性
跃迁假设（频率条件) 3、跃迁假说（频率条件）：针对原子光谱是线状谱提出
这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 称为频率条件，又称辐射条件
跃迁假设（频率条件)
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
玻尔从他的三条假设出发，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。
玻尔指出，原子只能处在一系列不连续的能 量状态之中，这些状态中能量是稳定的。所 以原子的能量也量子化的。
能量量子化（定态）
量 子 数
轨道图
能级图
量子数：按能级由低到高为1、2、3…n(n为 整数) 如：氢原子各能级可表示为
激发态
其他的状态
—— 基态 能量最低的状 态 （ 离核最近）
跃迁假设（频率条件) 跃迁：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程称为跃迁。 电子从低能级向高能级跃迁
人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)
人教版高中物理选修3-5 18.4玻尔的原子模型(共49张PPT)
问题与练习 包含各种波长的复合光，被原子吸收了某些波长的光子后，连 续光谱中这些波长的位置上便出现了暗线，这样的光谱叫做吸 收光谱。请用玻尔理论解释：为什么各种原子吸收光谱中的每 一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应？
请同学们用这几个公式推出巴耳末公式
结果与实验值符合的很好
玻尔理论与巴耳末公式
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
n=2n=1 n=3 n=4
n=5
n=6
玻尔理论与巴耳末公式
Hδ
Hγ
巴尔末系氢吸收光谱
n=2 n=1 n=3 n=4 n=5 n=6
Hβ Hα
玻尔理论解释气体导电发光
现在建筑上常要安装各式各样的霓虹灯，用以夜间装饰。如图所示，各种气体原 子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可制成五颜六色 的霓虹灯。这其中蕴含着什么物理道理？
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