学文网高中物理中“玻尔理论”这一节内容抽象，从经典理论的能量连续分布到量子理论中能量分立分布台阶跨度很大，学生难以理解和接受.高中物理教材对氢原子第一轨道的半径r1=0.53×10-10 m及第一轨道能级E1=-13.6 eV的给出也没有作出充分的说明，对第n轨道的轨道半径和能级公式的给出太过突然，让许多学生感到迷惑不解.下面从玻尔理论的提出到玻尔理论的三个假设对玻尔理论中的几个问题作一些探讨.
在α粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，根据经典的电磁理论，电子绕核周期性旋转必然产生周期性的电磁场，会向外辐射电磁波.（1）电子能量减小最终会落到原子核上，原子存在不稳定性，与事实原子很稳定不符.（2）电子轨道半径会逐渐减小，所以放出的光子能量应该是连续的，与事实原子发光是不连续的也不符.在此基础上，玻尔提出了玻尔的氢原子结构模型.
1轨道量子化
玻尔沿用了经典力学中轨道的概念，与卢瑟福原子核式结构模型的区别是电子的轨道是不连续的，只能是一些特定的轨道，处于这些轨道的电子很稳定，不向外辐射电磁波，如***1中所示的1、2、3…n轨道.轨道半径满足关系式
2能量量子化
在电子绕核运动的过程中，可认为原子核很稳定，能量几乎不发生变化，所以原子的能量指的是电子和原子核共有的势能及电子动能的总和.
取氢原子中电子距原子核无穷远处电势能为零，电子从无穷远处运动到距原子核r的过程中，电场力做功
3跃迁假说
虽然电子处于第1轨道、第二轨道、…、第n轨道时都比较稳定，这些状态称为定态，但从上述计算中可以看出，当电子距原子核越近，氢原子能量越小，所以原子也就越稳定.当电子处于较高能级时，就会跃迁到较低能级并以光子的形式释放能量，这些较高的能级也就称为激发态，最低的第一轨道对应的能级称为基态，跃迁时释放的能量E=Em-En（m>n）， Em为第m轨道的能级，En为第n轨道的能级，E为两个能级间的能级差，也等于释放的光子的能量.同理，如果电子从低能级跃迁到高能级，就要吸收能量，且吸收的能量也等于两个能级之间的能级差.
例氢原子中电子从高能级跃迁到低能级的过程中，请问氢原子中电子动能、电势能、总能量怎样变化？
分析（1）电子的动能：根据电子绕核旋转库仑力提供向心力
（2）电子的势能：方法一，电子靠近原子核，电场力做正功，所以电势能减小.方法二，电子距核距离为r时，Ep=-ke2r，所以r减小，Ep就减小.
（3）原子的总能量
所以r减小，E减小.比如电子从第二轨道跃迁到第一轨道，E2=-3.4 eV（高能级）>E1=-13.6 eV（低能级）.
解动能增大、电势能减小、总能量减小.
转载请注明出处学文网 » 关于玻尔理论的几个问题