4　玻尔的原子模型教学设计案例

原子结构——原子的能级结构

北流市实验中学

谭嘉健

一、教学目标

1.知识与技能

（1）了解原子构成的历程、波尔理论的引入与内容。

（2）了解氢原子能级的相关知识及运用。

2.过程与方法

通过理论学习了解氢原子光谱产生的原理。

3.情感态度与价值观

培养科学探究精神，榜样示范法学习独立自主，勇于创新，提出假设的品质。

二、教学重、难点

重点：相关物理学史的记忆，波尔理论的应用。

难点：波尔理论解释氢原子光谱。

三、教学方法

讲授法、问答法、练习法。

四、教学过程

（一）引入新课

问：今天就让我们走入微观的世界，请问原子能否再分解呢？有什么组成呢？

由化学知识可以回答。原子由

原子核与核外电子

组成。

（二）正课内容

一、电子的发现

1. 汤姆孙：通过阴极射线管发现电子。（打破原子不可再分的理论）

2. 密立根油滴实验：精确测定电子电量e = 1.6×10-19C。

（通过图片引发学生的好奇心，陶冶法感染学生为科学努力学习）

二、原子模型

1. 汤姆孙“枣糕”模型：正负电荷弥漫分布。

2. 卢瑟福α粒子散射实验：

（1）现象：绝大部分——原方向；

少数——大角度；

极少数——几乎反弹。

（2）结论：原子“核式”模型，原子核半径的数量级为10-15m，原子半径数量级10-10m。

EG1.通过练习进一步理解该实验的细节。

三、光谱和氢原子光谱

1. 光谱：波长λ（频率υ）和强度分布的记录。

2. 线状谱：分立的亮线。（原子光谱也称为特征谱线）

3. 连续谱：连续的光带。（高温物体发出）

4. 光谱分析：鉴别物质及其组成成分。

5. 氢原子在可见光区的巴尔末线系，公式对其红外和紫外光区同样适用。

四、经典物理

解释不了原子的稳定性和光谱分立。

以上通过一定的语言描述激发学生的思考。

五、玻尔理论

提出了三个假设：

1. 轨道量子化：电子绕核在特定的轨道上运行，不对外辐射能量。

2. 能量量子化：不同轨道对应不同的能量，称为能级。

（1）定态：所有确定的状态。

（2）基态：最低能级量子数n=1。

（3）激发态：量子数n≥2以上的能级。

3. 能级跃迁

例题及提问如何运用，并联系实际加深理解。

EG2.简单应用能级跃迁理论。

六、巩固练习

1.氢原子能级,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃时辐射出可见光b,则(

) A. 大量氢原子从n=4的能级跃迁时可辐射出5种频率的光子

B. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出光子的能量

可以小于0.66eV C. b光比a光的波长短

D. 氢原子在n=2的能级时可吸收能量为3.6 eV的光子而发生电离

2. 大量氢原子处于n=4的激发态,当它们向较低能级跃迁时,下列说法中错误的是(

) A.最多能辐射6种不同频率的光子

B.从n=4跃迁到n=1能级辐射的光子波长最长

C.从n=4跃迁到n=1能级辐射的光子频率最高

D.从n=4跃迁到n=1能级辐射的光子能量最大

七、拓展提升

3. 氢原子核外电子由一个轨道向另一轨道跃迁时,可能发生的情况是(

) A.原子吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大,原子的能量增大

B.原子放出光子,电子的动能减少,原子的电势能减少,原子的能量减少

C.原子吸收光子,电子的动能减少,原子的电势能增大,原子的能量增大

D.原子放出光子,电子的动能增加,原子的电势能减少,原子的能量减少

解释：电子由高能态跃迁到低能态，辐射光子（释放能量），总能量E减少，半径r减小，电势能ε减少，Ek增加。

（三）课堂小结

一、原子

二、氢原子光谱

三、波尔理论

四、氢原子能级（重点）

五、板书设计