Свежие комментарии

«ПОСТУЛАТЫ БОРА. МОДЕЛЬ АТОМА ВОДОРОДА ПО БОРУ» ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА В 11 КЛАССЕ

 

ТЕМА: Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору.
ЦЕЛИ:
1. развитие естественнонаучного миропонимания о строении вещества;
2. изучение механизма излучения и поглощения света атомами на основе теории строения атома Резерфорда–Бора;
3. показать историческую роль противоречия между моделями атомов Резерфорда, Бора и опытными фактами.

ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ УПД: изучение нового материала, беседа.

ХОД УРОКА
1. ОРГ. МОМЕНТ
2. ПОВТОРЕНИЕ
1. Какая модель атома была предложена Томсоном?
2. Расскажите об опытах Резерфорда:
— для чего Резерфорд проделал этот опыт?
— что ожидал увидеть Резерфорд и почему?
— что он увидел и какие выводы из увиденного сделал?
3. Подтвердили ли опыты Резерфорда правильность модели атома Томсона и почему?
4. Какая модель атома была предложена Резерфордом?
3. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Постулаты бора
Но на основе планетарной модели атома нельзя объяснить факт существования атома, его устойчивость.
Во-первых, согласно теории Максвелла ускоренное движение электрона вокруг ядра сопровождается электромагнитным излучением. Излучая, электрон теряет энергию, и в конце концов он должен был упасть на ядро, тем самым атом бы прекратил свое существование. Но тем не менее атомы устойчивы.
Во-вторых, электрон при своем движении должен излучать энергию непрерывно, а не квантами, как утвержал Макс Планк.

Выход из этого затруднительного положения был предложен Нильсом Бором в 1913 году. Он объяснил поведение электрона с точки зрения квантовой теории и разработал теорию атома. В основе его теории лежат два постулата (постулат — утверждение, принимаемое истинным без доказательств, и которое в последующем служит «фундаментом» для построения доказательств в рамках какой-либо теории…):
1. Электроны могут двигаться в атомах только по определенным орбитам, каждому из которых соответствует определенная энергия. Находясь на этих орбитах, электроны не излучают.
или
…атомная система может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Е. В стационарном состоянии атом не излучает.

2.Атом излучает свет при переходе электрона из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние  с меньшей энергией. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состоянии.

 

ЭЛЕКТРОН ИЗЛУЧАЕТ ФОТОН

ЭЛЕКТРОН ИЗЛУЧАЕТ ФОТОН

При поглощении света атомом электрон переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией. Перескоки атома из одного энергетического состояния в другое (с одной орбиты на другую) можно изобразить с помощью числовой оси, на которой откладываются значения внутренней энергии атомной системы.

КАК ПОЛУЧИТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ДИАГРАММУ

 

 

Вместо слова «ОРБИТА» мы будем говорить «СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ», а на диаграмме – «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ».

Бесконечно долго электрон может находиться только в стационарном состоянии с наименьшей энергией. Это состояние атома называют ОСНОВНЫМ. Все остальные стационарные состояния атома называются ВОЗБУЖДЕННЫМИ. Время жизни атома в возбужденном состоянии не превышает (10^{-8}-10^{-7}) секунд.

2. Модель атома водорода
Рассмотрим простейший атом – атом водорода. Он состоит из положительного ядра и одного электрона, который вращается вокруг ядра.
Бор нашел выражение для энергии электрона в стационарных состояниях:
Придавая различные значения n в этом соотношении, можно вычислить значение энергии в каждом стационарном состоянии:
n1:     Е1 = — 13,6 эВ
n2:     Е2 = — 3,39 эВ
n3:     Е3 = — 1,51 эВ
n4:     Е4 = — 0,85 эВ
n5:     Е5 = — 0,54 эВ
n6:     Е6 = — 0,38 эВ
Тогда энергетическая диаграмма будет выглядеть следующим образом:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ

Каждая спектральная линия в спектре водорода получается в результате того, что атом испускает фотон при переходе из высшего энергетического состояния в низшее. Теперь мы можем вычислить частоту света, испускаемого при переходе из одного стационарного состояния в другое:
(hnu _{kn}=E_{k}-E_{n})
3. Спектральные серии водорода
Все частоты излучений атома водорода составляют ряд серий, каждая из которых образуется при переходе атома со всех верхних энергетических состояний в одно нижнее энергетическое состояние.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ СЕРИИ

 4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ

В качестве закрепления на первом уроке изучения этой темы можно рассмотреть простенькие задачки:

1. В каком состоянии энергия электрона меньше: в основном или возбужденном?

2. Какими способами можно перевести атомную систему в возбужденное состояние?

3. Какую наименьшую энергию нужно сообщить атому, чтобы перевести его в возбужденное состояние? Какой должна быть частота (цвет) фотона, которую он поглотит?

4. Попробуем узнать, свет какого цвета излучает водород при переходе его атома из энергетического состояния Е3 в энергетическое состояние Е2.

5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Задача. Определите длину волны электромагнитного излучения атома водорода при переходе электрона с четвертого энергетического уровня на второй.

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *