20xx滬科版高中物理選修（3-5）33《量子論視野下的原子模型》word學(xué)案-文庫(kù)吧
2024-10-29 16:19 本頁(yè)面
【正文】 出現(xiàn)在原子內(nèi)的整個(gè)核外空間，只是在不同的地方出現(xiàn)的概率不同．電子在各處出現(xiàn)的概率，就像云霧一樣，人們把它叫做電子云 . 一、對(duì)玻爾理論的理解 [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 按照經(jīng)典理論核外電子在庫(kù)侖引力作用下繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．我們知道，庫(kù)侖引力和萬(wàn)有引力形式上有相似之處，電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)與衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)也一定有某些相似之處，那么若將衛(wèi)星 —地球模型縮小是否變?yōu)殡娮?—原子核模型呢？ 答案 不是．在玻爾的理論中，電子的軌道半徑只可能是某些分立的值，而衛(wèi)星的軌道半徑可按需要任意取值． [要點(diǎn)提煉 ] 對(duì)玻爾原子模型 的理解 1．軌道量子化 (1)軌道半徑只能夠是某些分立的數(shù)值． (2)氫原子的電子最小軌道半徑 r1＝ nm，其余軌道半徑滿足 rn＝ n2r1， n 為量子數(shù)， n＝ 1,2,3， …. 2．能量量子化 不同軌道對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的． 原子各能級(jí)： En＝ 1n2E1(E1＝－ eV， n＝ 1,2,3， …) 3．能級(jí)躍遷與光子的發(fā)射和吸收： (1)光子的發(fā)射：原子從高能級(jí) (Em)向低能級(jí) (En)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射光子，放出光子的能量 hν 與始末兩能級(jí) Em、 En 之間的關(guān)系為： hν＝ Em－ En. (2)光子的吸收：原子吸收光子后可以從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)． [延伸思考 ] 為什么氫原子的定態(tài)能量為負(fù)值？氫原子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)的過(guò)程中動(dòng)能如何變化？電勢(shì)能 Ep 及軌道能量如何變化？ 答案 氫原子的定態(tài)能量包括兩種能量：電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能及電子 —?dú)湓雍讼到y(tǒng)的電勢(shì)能． 在研究電勢(shì)能時(shí)我們通常取無(wú)窮遠(yuǎn)處作零勢(shì)能，設(shè)電子距核的半徑為 r，電子質(zhì)量為 m，由ke2r2＝ mv2r 可知電子的動(dòng)能 Ek＝ 12ke2r ，而電勢(shì)能的表達(dá)式為 Ep＝－ ke2r ，兩者之和即為軌道能量 E＝ Ek＋ Ep＝－ 12ke2r ，所以氫原子的定態(tài)能量為負(fù)，基態(tài)的半徑為 r1＝ nm， E1
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