44氢原子光谱波尔原子模型
〖教材分析〗
节教材介绍光谱重点讲述氢原子光谱实验规律出巴尔末公式牡丹石公式中出物理量间关系出物理量变化趋势该公式简洁反应墙院子辐射波长分立特征典理困难提出波尔理波尔理三假设章重点容需计算注意分层次教学通节教学次学生体验科学家进行科学探究领会科学方法科学精神
〖教学目标核心素养〗
物理观念∶知道氢原子光谱规律理解波尔原子模型三假设
科学思维∶级图分析光谱规律理解理局限性足
科学探究：通波尔理氢原子光谱规律解释程培养学生分析力揭示物理现象科学质
科学态度责∶实验规律出发实事求学科学家艰苦奋斗精神激发学生热爱科学热情
〖教学重难点〗
教学重点：氢原子光谱实验规律波尔理基假设
教学难点：波尔理基假设
〖教学准备〗
媒体课件等
〖教学程〗
新课引入
食盐放火中灼烧会发出黄色光食盐什发黄光发颜色光呢
动图播放焰色反应击学生视觉
a粒子散射实验知道原子具核式结构电子原子核周围样运动通事实认识
二新课教学
（）光谱
1光谱定义
知道然界中白光实复合光种频率光组成三棱镜者光栅物质发出光波长展开获光频率强度分布记录光谱
问题：光谱类呢？
2光谱分类
①连续谱：光谱连起光带
连续分布切波长光簇组成图示钨丝白炽灯光谱般说炽热固体液体高压气体发出光形成连续光谱炽热钢水
②线状谱：光谱条条分立亮线
游离状态原子发射原子光谱般说稀薄气体金属蒸气发出光会形成线状谱线状谱中亮线谱线图中三条线状谱然期间方连续中间断
3特征谱线
原子发出种特定频率光原子亮线位置说明原子发光频率样亮线称原子特征谱线
4光谱分析
种元素原子产生线状谱相元素原子产生线状谱意味着线状谱中鉴物质元素组成种光谱分析法鉴化学元素着巨意义仅判断迅速异常灵敏某种元素含量达十负1010克通特征谱线检测出
（二）氢原子光谱实验规律
原子部电子运动原子发光原光谱研究探索原子部结构验证卢瑟福核式结构简单原子氢原子手
实验表明：见光区光谱结果显示氢原子发出系列特定波长光氢原子光谱四条谱线
思考：测出氢原子光谱谱线位置什规律呢？
见光区谱线规律——巴尔末公式
n345
里德伯常量：110×107m1
n两层含义：
①n值分应条谱线
②n取正整数345…取连续值反映氢原子光谱波长分立特征（线状谱）
计算出波长实际测量值相误差超14万吻合非常巴尔末公式简洁形式反映氢原子光谱分立特征光谱学代物理学续发展产生重影响
问题：简洁结构揭示样原子结构呢？
（三）典理困难
1矛盾
原子特征光谱分立连续果典理说明电子原子中做样运动呢？
典理：电子定速度绕着原子核转动时外辐射量造成电子量越越运动轨道半径会越越终落原子核原子稳定
事实：原子稳定系统
2矛盾二
典理：辐射电磁波频率应该变应该连续变化
事实：辐射光谱连续
矛盾说明物理学迫切需新理新观念具体什新理呢？
（四）波尔原子理基假设
典理原子世界遇困难法解释原子稳定性线状光谱 说卢瑟福核式结构模型完全错误呢？
波尔普朗克量量化爱斯坦光量子理基础原子核式结构做修正够解释原子稳定性线状光谱
1轨道量子化
针原子核式结构模型提出轨道量子化假设
①绕核运动电子轨道半径某分立数值
波尔认原子中电子库仑力作绕原子核做圆周运动电子轨道意轨道半径必须符合定条件说电子轨道量子化绕核运动电子轨道半径某分立数值
②电子轨道绕核转动稳定产生电磁辐射
波尔假设电子轨道运行稳定产生电磁辐射玻尔理中电子轨道半径某分立数值例氢原子中电子轨道半径r10053nm电子半径0212 nm0477nm……轨道运行轨道半径介数值中间某值公式表示rnn2r1n123
2定态（量量子化）
电子轨道运动时原子处状态具量原子量量子化公式n123表示
①级：轨道量子化量
②定态：原子中具确定量稳定状态
量低状态做基态氢原子基态量E1136eV状态做激发态图123做量子数三量分E1E2E3表示量子数越量越解决原子稳定性问题
3频率条件
玻尔观点电子系列定态轨道运动会发生电磁辑射解释观察原子光谱呢
玻尔假定原子系统变化稳定态完全跃迁稳定态程中需电磁辐射形式吸收者释放量
hvEnEm(n>m)
量较高定态轨道跃迁量较低定态轨道时电子产生辐射外发射量然反电子吸收光子较低级跃迁较高级吸收光子频率样频率条件决定样解释线状谱线
动态图展示跃迁程
（五）玻尔理氢光谱解释
玻尔基假设出发运典电磁学典力学理计算氢原子中电子轨道半径相应量
1验证巴尔末公式
根波尔理氢原子核外电子绕原子核做圆周运动轨道半径量分立
波尔频率条件原子较高级3跃迁较低级2时辐射光子量等两级量差hvE3E2
参巴耳末公式发现巴耳末公式代表电子量子数3级量子数2级跃迁时发出光谱线
思路根玻尔理推导出巴耳末公式理算出里德伯常量值样结果实验值符合
2图表示氢原子极
公式图表示氢原子极中234等级量E1136eV计算出图巴尔末系谱线样跃迁
3解释气体导电发光
通常原子总处稳定基态原子受高速运动电子撞击时吸收量跃迁激发态处激发态原子稳定会发量较低级跃迁放出光子终回基态气体导电时发光机理
问题：元素原子什特征谱线呢？
原子具结构级相辐射光子频率相元素原子具特征谱线原
种气体原子级跃迁时发射光子量异街道霓虹试电笔中氖灯气体原子高级低级跃迁发光食盐灼烧时发光食盐蒸气中钠原子级跃迁造成
玻尔理氢光谱解释
（六）波尔理局限性
玻尔理成功解释预言氢原子辐射电磁波问题局限性
①复杂点原子法解释光谱现象（氦）
②法解释谱线强度
原：保留静电粒子观念然电子运动做典力学描述轨道运动
解决办法：必须彻底放弃典概念电子云概念取代典轨道概念量子力学描述
回顾类探索原子结构历程
原子结构认识史致讲完早年间原子分汤姆孙发现电子提出原子具部结构然a粒子散射实验否定汤姆孙枣糕模型卢瑟福核式模型法解释原子稳定性光谱现象波尔做修正复杂原子光谱说明波尔模型够完善电子云模型更贴切
种新理建立观察实验获事实断新实验事实推翻修正科学样方式断前进 前进道路步进程做出贡献正波尔模型然终修正讲量子影响扩展功没
科学漫步——光谱分析
基尔霍夫开创光谱分析方法鉴化学元素着巨意义许化学元素艳物铊铜镓实验室里通光语分析发现
光谱分析深入原子世界开道路代原子物理学正原子光谱研究中开始
课堂练
例1：关原子光谱列说法正确（）
A 原子光谱连续
B 原子原子核电子组成种原子原子光谱相
C 种原子原子结构种原子原子光谱相
D 分析物质发光光谱鉴物质中含元素
解析：原子光谱线状谱选项A正确种原子特征谱线选项B错误选项C正确种原子特征谱线进行光谱分析鉴物质组成选项D正确选ACD
例2：关波尔理列说法正确（ ）
A 原子定态应电子圆形轨道绕核运动
B 原子处激发态时原子外辐射量
C 原子处基态原子外辐射量
D 原子处种定态原子等候外辐射量
解析：根波尔理第三条假设知选项A正确原子处种定态原子外辐射量原子定态跃迁定态时辐射吸收量选项BC错误选AD
例3：图示氢原子级图量处n4级氢原子低级跃迁时发出频率光光射金属钙已知金属钙逸出功320 eV够金属钙表面射出光电子光( )
A2种 B3种 C4种 D5种
解析：根组合公式 知量处n4级氢原子低级跃迁时发出6种频率光电子
量分E1085eV(151 eV)066 eV
E2085eV(340eV)255eV
E3085eV(136eV)1275eV
E4151 eV(340eV)189eV
E5151eV(136eV)120 eV
E6340eV(136eV)102eV
见三种光电子量320 eV够金属钙表面射出光电子光三种B正确
例4：果量氢原子处n＝3级会辐射出种频率光中波长短光两间跃迁时发出
解析：辐射3种频率光波长短光n3级跃迁n1级时发出光
〖板书设计〗
44氢原子光谱波尔原子模型
光谱
1光谱∶棱镜光栅物质发出光波长展开获波长强度分布记录
2光谱分类①连续谱 ∶光谱连起光带
②线状谱 ∶光谱条条分立亮线
1 特征谱线∶种原子发出具身特征某频率光
2 光谱分析 ∶ 鉴物质确定物质组成成分发现新元素
二氢原子光谱实验规律
见光区谱线规律——巴尔末公式n345
三典理困难
典理法解释原子稳定性光谱分立性
四 波尔原子理基假设
1 轨道量子化
①绕核运动电子轨道半径某分立数值
②电子轨道绕核转动稳定产生电磁辐射
2定态（量量子化）
3频率条件 hvEnEm （n>m）
五玻尔理氢光谱解释
六波尔理局限性
〖教学反思〗
节原子结构认识史致讲完学生原子部结构概认识期间许科学家提出模型局限性波尔理会学生种感受——东西重教学时种新理建立观察实验获事实断新实验事实推翻修正科学样方式断前进前进道路步进程做出贡献正波尔模型然终修正讲量子影响扩展功没
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〖教材分析〗
节教材介绍光谱重点讲述氢原子光谱实验规律出巴尔末公式牡丹石公式中出物理量间关系出物理量变化趋势该公式简洁反应墙院子辐射波长分立特征典理困难提出波尔理波尔理三假设章重点容需计算注意分层次教学通节教学次学生体验科学家进行科学探究领会科学方法科学精神
〖教学目标核心素养〗
物理观念∶知道氢原子光谱规律理解波尔原子模型三假设
科学思维∶级图分析光谱规律理解理局限性足
科学探究：通波尔理氢原子光谱规律解释程培养学生分析力揭示物理现象科学质
科学态度责∶实验规律出发实事求学科学家艰苦奋斗精神激发学生热爱科学热情
〖教学重难点〗
教学重点：氢原子光谱实验规律波尔理基假设
教学难点：波尔理基假设
〖教学准备〗
媒体课件等
〖教学程〗
新课引入
食盐放火中灼烧会发出黄色光食盐什发黄光发颜色光呢
动图播放焰色反应击学生视觉
a粒子散射实验知道原子具核式结构电子原子核周围样运动通事实认识
二新课教学
（）光谱
1光谱定义
知道然界中白光实复合光种频率光组成三棱镜者光栅物质发出光波长展开获光频率强度分布记录光谱
问题：光谱类呢？
2光谱分类
①连续谱：光谱连起光带
连续分布切波长光簇组成图示钨丝白炽灯光谱般说炽热固体液体高压气体发出光形成连续光谱炽热钢水
②线状谱：光谱条条分立亮线
游离状态原子发射原子光谱般说稀薄气体金属蒸气发出光会形成线状谱线状谱中亮线谱线图中三条线状谱然期间方连续中间断
3特征谱线
原子发出种特定频率光原子亮线位置说明原子发光频率样亮线称原子特征谱线
4光谱分析
种元素原子产生线状谱相元素原子产生线状谱意味着线状谱中鉴物质元素组成种光谱分析法鉴化学元素着巨意义仅判断迅速异常灵敏某种元素含量达十负1010克通特征谱线检测出
（二）氢原子光谱实验规律
原子部电子运动原子发光原光谱研究探索原子部结构验证卢瑟福核式结构简单原子氢原子手
实验表明：见光区光谱结果显示氢原子发出系列特定波长光氢原子光谱四条谱线
思考：测出氢原子光谱谱线位置什规律呢？
见光区谱线规律——巴尔末公式
n345
里德伯常量：110×107m1
n两层含义：
①n值分应条谱线
②n取正整数345…取连续值反映氢原子光谱波长分立特征（线状谱）
计算出波长实际测量值相误差超14万吻合非常巴尔末公式简洁形式反映氢原子光谱分立特征光谱学代物理学续发展产生重影响
问题：简洁结构揭示样原子结构呢？
（三）典理困难
1矛盾
原子特征光谱分立连续果典理说明电子原子中做样运动呢？
典理：电子定速度绕着原子核转动时外辐射量造成电子量越越运动轨道半径会越越终落原子核原子稳定
事实：原子稳定系统
2矛盾二
典理：辐射电磁波频率应该变应该连续变化
事实：辐射光谱连续
矛盾说明物理学迫切需新理新观念具体什新理呢？
（四）波尔原子理基假设
典理原子世界遇困难法解释原子稳定性线状光谱 说卢瑟福核式结构模型完全错误呢？
波尔普朗克量量化爱斯坦光量子理基础原子核式结构做修正够解释原子稳定性线状光谱
1轨道量子化
针原子核式结构模型提出轨道量子化假设
①绕核运动电子轨道半径某分立数值
波尔认原子中电子库仑力作绕原子核做圆周运动电子轨道意轨道半径必须符合定条件说电子轨道量子化绕核运动电子轨道半径某分立数值
②电子轨道绕核转动稳定产生电磁辐射
波尔假设电子轨道运行稳定产生电磁辐射玻尔理中电子轨道半径某分立数值例氢原子中电子轨道半径r10053nm电子半径0212 nm0477nm……轨道运行轨道半径介数值中间某值公式表示rnn2r1n123
2定态（量量子化）
电子轨道运动时原子处状态具量原子量量子化公式n123表示
①级：轨道量子化量
②定态：原子中具确定量稳定状态
量低状态做基态氢原子基态量E1136eV状态做激发态图123做量子数三量分E1E2E3表示量子数越量越解决原子稳定性问题
3频率条件
玻尔观点电子系列定态轨道运动会发生电磁辑射解释观察原子光谱呢
玻尔假定原子系统变化稳定态完全跃迁稳定态程中需电磁辐射形式吸收者释放量
hvEnEm(n>m)
量较高定态轨道跃迁量较低定态轨道时电子产生辐射外发射量然反电子吸收光子较低级跃迁较高级吸收光子频率样频率条件决定样解释线状谱线
动态图展示跃迁程
（五）玻尔理氢光谱解释
玻尔基假设出发运典电磁学典力学理计算氢原子中电子轨道半径相应量
1验证巴尔末公式
根波尔理氢原子核外电子绕原子核做圆周运动轨道半径量分立
波尔频率条件原子较高级3跃迁较低级2时辐射光子量等两级量差hvE3E2
参巴耳末公式发现巴耳末公式代表电子量子数3级量子数2级跃迁时发出光谱线
思路根玻尔理推导出巴耳末公式理算出里德伯常量值样结果实验值符合
2图表示氢原子极
公式图表示氢原子极中234等级量E1136eV计算出图巴尔末系谱线样跃迁
3解释气体导电发光
通常原子总处稳定基态原子受高速运动电子撞击时吸收量跃迁激发态处激发态原子稳定会发量较低级跃迁放出光子终回基态气体导电时发光机理
问题：元素原子什特征谱线呢？
原子具结构级相辐射光子频率相元素原子具特征谱线原
种气体原子级跃迁时发射光子量异街道霓虹试电笔中氖灯气体原子高级低级跃迁发光食盐灼烧时发光食盐蒸气中钠原子级跃迁造成
玻尔理氢光谱解释
（六）波尔理局限性
玻尔理成功解释预言氢原子辐射电磁波问题局限性
①复杂点原子法解释光谱现象（氦）
②法解释谱线强度
原：保留静电粒子观念然电子运动做典力学描述轨道运动
解决办法：必须彻底放弃典概念电子云概念取代典轨道概念量子力学描述
回顾类探索原子结构历程
原子结构认识史致讲完早年间原子分汤姆孙发现电子提出原子具部结构然a粒子散射实验否定汤姆孙枣糕模型卢瑟福核式模型法解释原子稳定性光谱现象波尔做修正复杂原子光谱说明波尔模型够完善电子云模型更贴切
种新理建立观察实验获事实断新实验事实推翻修正科学样方式断前进 前进道路步进程做出贡献正波尔模型然终修正讲量子影响扩展功没
科学漫步——光谱分析
基尔霍夫开创光谱分析方法鉴化学元素着巨意义许化学元素艳物铊铜镓实验室里通光语分析发现
光谱分析深入原子世界开道路代原子物理学正原子光谱研究中开始
课堂练
例1：关原子光谱列说法正确（）
A 原子光谱连续
B 原子原子核电子组成种原子原子光谱相
C 种原子原子结构种原子原子光谱相
D 分析物质发光光谱鉴物质中含元素
解析：原子光谱线状谱选项A正确种原子特征谱线选项B错误选项C正确种原子特征谱线进行光谱分析鉴物质组成选项D正确选ACD
例2：关波尔理列说法正确（ ）
A 原子定态应电子圆形轨道绕核运动
B 原子处激发态时原子外辐射量
C 原子处基态原子外辐射量
D 原子处种定态原子等候外辐射量
解析：根波尔理第三条假设知选项A正确原子处种定态原子外辐射量原子定态跃迁定态时辐射吸收量选项BC错误选AD
例3：图示氢原子级图量处n4级氢原子低级跃迁时发出频率光光射金属钙已知金属钙逸出功320 eV够金属钙表面射出光电子光( )
A2种 B3种 C4种 D5种
解析：根组合公式 知量处n4级氢原子低级跃迁时发出6种频率光电子
量分E1085eV(151 eV)066 eV
E2085eV(340eV)255eV
E3085eV(136eV)1275eV
E4151 eV(340eV)189eV
E5151eV(136eV)120 eV
E6340eV(136eV)102eV
见三种光电子量320 eV够金属钙表面射出光电子光三种B正确
例4：果量氢原子处n＝3级会辐射出种频率光中波长短光两间跃迁时发出
解析：辐射3种频率光波长短光n3级跃迁n1级时发出光
〖板书设计〗
44氢原子光谱波尔原子模型
光谱
1光谱∶棱镜光栅物质发出光波长展开获波长强度分布记录
2光谱分类①连续谱 ∶光谱连起光带
②线状谱 ∶光谱条条分立亮线
1 特征谱线∶种原子发出具身特征某频率光
2 光谱分析 ∶ 鉴物质确定物质组成成分发现新元素
二氢原子光谱实验规律
见光区谱线规律——巴尔末公式n345
三典理困难
典理法解释原子稳定性光谱分立性
四 波尔原子理基假设
1 轨道量子化
①绕核运动电子轨道半径某分立数值
②电子轨道绕核转动稳定产生电磁辐射
2定态（量量子化）
3频率条件 hvEnEm （n>m）
五玻尔理氢光谱解释
六波尔理局限性
〖教学反思〗
节原子结构认识史致讲完学生原子部结构概认识期间许科学家提出模型局限性波尔理会学生种感受——东西重教学时种新理建立观察实验获事实断新实验事实推翻修正科学样方式断前进前进道路步进程做出贡献正波尔模型然终修正讲量子影响扩展功没
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