Урок 25. Квантовые постулаты Бора
Предмет: Физика, 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок 25. Квантовые постулаты Бора

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

квантовые постулаты Бора;
правило квантования орбит;
главное квантовое число;
энергетические уровни;
индуцированное излучение;
лазер

Глоссарий по теме

Квантовые постулаты Бора – предположения(утверждения), сделанные Н. Бором для того, чтобы модель строения атома Резерфорда соответствовала реальному поведению атомов водорода;

Правило квантования орбит – правило, по которому электрон движется по орбитам, момент импульса которых равен целому числу постоянной планка (с чёрточкой); главное квантовое число – целое число, равное соответствующему номеру состояния атома; для основного состояния n = 1;

Энергетические уровни – уровень энергии для каждого значения главного квантового числа, начиная с 1 (единицы): Е1, Е2, Е3 и т.д.;

Индуцированное излучение – излучение возбуждённых атомов, вызванное действием другого (индуцирующего) излучения;

Лазер – устройство, в котором производится (генерируется) индуцированное когерентное излучение

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 276 - 286

2. А.В. Грачёв, В.А. Погожев, А.М. Салецкий, П.Ю. Боков. Физика. 11 класс. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений. М. Вентана – Граф. 2013.С. 354 - 367

3. А.П. Рымкевич. Физика. 10 - 11 классы. Задачник. М.: Дрофа, 2002. С.155 - 157

Основное содержание урока

Модель атома Резерфорда противоречит классической электродинамике Максвелла. Выход из сложившейся ситуации был найден Нильсом Бором. В 1913 году он дополнил модель Резерфорда двумя постулатами, называемыми квантовыми постулатами Бора.

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний):

В атоме существуют стационарные орбиты, двигаясь по которым электрон не излучает.

Второй постулат (правило частот): Излучение и поглощение энергии происходит при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Энергия излучённого или поглощённого фотона равна разности энергий стационарных состояний

hvkn = Ek - En;

Частота излучения равна:

vkn = (Ek - En) / h

Или, длина волны излучения λ равна:

λkn = hc / (Ek - En), где h – постоянная Планка, с – скорость света в вакууме.

Если Ek > En, то происходит излучение фотона, если Ek < En, то происходит поглощение фотона, при котором атом переходит из одного стационарного состояния в другое. Энергия электрона, как и скорость и радиус орбиты, принимают дискретный набор значений, т. е. квантуются. Расчеты частот переходов с энергетических уровней для атома водорода дают значения, совпадающие с экспериментальными величинами спектра водорода.

Используя понятие энергетических уровней в атомах было открыто явление индуцированного излучения. Это явление используется в лазерах, устройствах, которые дают индуцированное излучение в различных диапазонах электромагнитного излучения.

Разбор тренировочных заданий

Выберите правильный ответ.

Какова энергия фотона, излучаемого атомом при переходе из возбуждённого состояния с энергией Е1 в основное состояние с энергией Е0?

Варианты ответов:

1)

2)

3) Е1– Е0

4) Е1+ Е0

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов): 3) Е1– Е0.

Подсказка: вспомните второй постулат Бора.

2.Решить задачу: «Максимальная длина волны, излучаемой в серии Бальмера равна ___ нм».

Решение:

По формуле Бальмера-Ридберга:

Отсюда:

Максимальная длина волны соответствует минимальному значению разности:

R = 10973732 м-1.

Ответ: