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,學生在學習的時候沒有代入感,從而在理解上比較困難,也就容易遺忘。但有時候教師通過提供很少的補充內(nèi)容,就可以推導出整個理論架構(gòu),學生如果參與了推導的過程,既能提高學生的科學探究能力,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,促進形成科學責任與態(tài)度。
關鍵詞:原子核式結(jié)構(gòu);玻爾模型;氫原子能級;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發(fā)現(xiàn)了電子,提出了關于原子的一個結(jié)構(gòu)模型。1909年,由于湯姆遜原子模型在解釋α粒子散射實驗中遇到了困難,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)部繞核運動。
(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粒子散射實驗,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,將當時還未被物理學界普遍接受的新興量子理論應用到了氫原子中,提出了自己關于原子結(jié)構(gòu)的三條假設。假設如下:
1.電子只能在一些特定半徑的軌道上繞核轉(zhuǎn)動,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)驗常數(shù)可以通過基本物理量進行計算,通由此可檢驗理論的正確性,通過計算可得里德伯常數(shù)的理論值R=1.09737.315107,而實驗值RH=1.09677.58107,可見理論與實驗符合很好。
可見只要簡單的提供玻爾模型的三個假設,我們就可以構(gòu)建整個玻爾模型的架構(gòu),可以為學生的科學探究提供很好的原材料,讓他們在知識的形成中形成科學觀念,感受科學魅力,形成科學態(tài)度。有這么多的優(yōu)點,何樂而不為呢!
參考文獻:
[1]楊福家.原子物理學(4版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
作者簡介:劉欽釗(1985-),男,安徽淮北人,碩士,中教二級,研究方向:高中物理教學。