氫原子玻爾模型的教學參考

摘要：原子物理部分教材中只提供了結論公式，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容，就可以推導出整個理論架構，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度。

關鍵詞：原子核式結構;玻爾模型;氫原子能級;巴爾末公式;里德伯公式

一、原子的核式結構

（一）核式結構模型的內容

1897年，湯姆遜在研究陰極射線時發現了電子，提出了關于原子的一個結構模型。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構模型：原子的內部及其空曠，它的幾乎全部質量和正電都集中在一個很小的區域，叫原子核，而電子就在空曠的原子內部繞核運動。

（二）核式結構模型的局限性

核式結構模型雖然成功的解釋了α粒子散射實驗，但與經典物理中原子的穩定性以及原子的分立光譜等結論相矛盾，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構的三條假設。假設如下：

1.電子只能在一些特定半徑的軌道上繞核轉動，這些軌道的能量不變 ，稱為定態軌道。

此處里德伯常數，可見經驗常數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，我們就可以構建整個玻爾模型的架構，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，形成科學態度。有這么多的優點，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。