氫原子玻爾模型的教學(xué)參考

摘要：原子物理部分教材中只提供了結(jié)論公式，并沒有提供公式形成的過程，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候沒有代入感，從而在理解上比較困難，也就容易遺忘。但有時(shí)候教師通過提供很少的補(bǔ)充內(nèi)容，就可以推導(dǎo)出整個(gè)理論架構(gòu)，學(xué)生如果參與了推導(dǎo)的過程，既能提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，更好的理解和記憶，也能通過物理理論的形成過程，更好的構(gòu)建物理觀念，并且感受物理思想的魅力，促進(jìn)形成科學(xué)責(zé)任與態(tài)度。

關(guān)鍵詞：原子核式結(jié)構(gòu);玻爾模型;氫原子能級(jí);巴爾末公式;里德伯公式

一、原子的核式結(jié)構(gòu)

（一）核式結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容

1897年，湯姆遜在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了關(guān)于原子的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型。1909年，由于湯姆遜原子模型在解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)中遇到了困難，盧瑟福大膽地提出了自己的核式結(jié)構(gòu)模型：原子的內(nèi)部及其空曠，它的幾乎全部質(zhì)量和正電都集中在一個(gè)很小的區(qū)域，叫原子核，而電子就在空曠的原子內(nèi)部繞核運(yùn)動(dòng)。

（二）核式結(jié)構(gòu)模型的局限性

核式結(jié)構(gòu)模型雖然成功的解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)，但與經(jīng)典物理中原子的穩(wěn)定性以及原子的分立光譜等結(jié)論相矛盾，因此引入新觀念是必要的。

二、氫原子的玻爾理論

1913年玻爾分析了盧瑟福模型的問題后，將當(dāng)時(shí)還未被物理學(xué)界普遍接受的新興量子理論應(yīng)用到了氫原子中，提出了自己關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的三條假設(shè)。假設(shè)如下：

1.電子只能在一些特定半徑的軌道上繞核轉(zhuǎn)動(dòng)，這些軌道的能量不變 ，稱為定態(tài)軌道。

此處里德伯常數(shù)，可見經(jīng)驗(yàn)常數(shù)可以通過基本物理量進(jìn)行計(jì)算，通由此可檢驗(yàn)理論的正確性，通過計(jì)算可得里德伯常數(shù)的理論值R=1.09737.315107，而實(shí)驗(yàn)值RH=1.09677.58107，可見理論與實(shí)驗(yàn)符合很好。

可見只要簡(jiǎn)單的提供玻爾模型的三個(gè)假設(shè)，我們就可以構(gòu)建整個(gè)玻爾模型的架構(gòu)，可以為學(xué)生的科學(xué)探究提供很好的原材料，讓他們?cè)谥R(shí)的形成中形成科學(xué)觀念，感受科學(xué)魅力，形成科學(xué)態(tài)度。有這么多的優(yōu)點(diǎn)，何樂而不為呢！

參考文獻(xiàn)：

[1]楊福家.原子物理學(xué)（4版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介：劉欽釗（1985-），男，安徽淮北人，碩士，中教二級(jí)，研究方向：高中物理教學(xué)。