原子物理第二章资料.ppt

第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 由于价电子的电场作用，原子实中带正电的原子核与带负电的电子的中心会发生微小的偏移，于是负电的中心不再在原子核上，形成一个电偶极子。这就是原子实的极化。 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 极化而成的电偶极子的电场又作用于价电子，使它感受到除库仑场以外的另加的吸引力，有效电荷不再为一个单位的正电荷，这就引起能量的降低。 对于同一 n 值，L 值较小的轨道是偏心率较大的椭圆轨道，当电子运动到一部分轨道上时，由于离原子实很近，所以引起较强的极化，对能量的影响大； 对 L 值较大的轨道来说，是偏心率不大的轨道，近似为圆形轨道，极化效应弱，所以对能量的影响也小。 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 而 氢核的质量约是电子质量m的1835倍。 即 。 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 故有 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱-类氢原子 第二章：原子的量子态：玻尔模型 类氢离子是原子核外边只有一个电子的原子体系，但原子核带有大于一个单元的正电荷 比如一次电离的氢离子He+，二次电离的锂离子Li++，三次电离的铍离子Be+++，都是具有类似氢原子结构的离子。 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 1897年，天文学家毕克林在船舻座ζ星的光谱中发现了一个很象巴尔末系的线系。这两个线系的关系如下图所示，图中以较高的线表示氢原子巴尔末系的谱线： 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 他们注意到： 1.毕克林系中每隔一条谱线和巴尔末系的谱线差不多重合，但另外还有一些谱线位于巴尔末系两邻近线之间； 2.毕克林系与巴尔末系差不多重合的那些谱线，波长稍有差别，起初有人认为毕克林系是外星球上氢的光谱线。 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 然而玻尔从他的理论出发，指出毕克林系不是氢发出的，而属于类氢离子 。玻尔理论对类氢离子的巴尔末公式为： 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 对于He+，Z=2，n=4，则nt=5，6，7...... 那么 与氢光谱巴尔末系比较 其中 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第三节：光 谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 原来 He+ 的谱线之所以比氢的谱线多，是因为m的取值比 n′的取值多，而由于原子核质量的差异，导致里德伯常量 RHe 与 RH 不同，从而使 m=n′的相应谱线的位置有微小差异。 （RHe =4 RH） 结束 目录 next back 类氢光谱 更精确的R 氘的发现 第四节：夫兰克 -- 赫兹实验 第二章：原子的量子态：玻尔模型 按照玻尔（Bohr）理论在原子内存在一系列分立的能级，如果吸收一定的能量，就会从低能级向高能级跃迁，从而使原子处于激发态，而激发态的原子回到基态时，也必然伴随有一定频率的光子向外辐射。 光谱实验从电磁波发射或吸收的分立特征，证明了量子态的存在，而夫兰克-赫兹实验用一定能量的电子去轰击原子，把原子从低能级激发到高能级，从而证明了能级的存在。 结束 目录 next back 第四节：夫兰克 -- 赫兹实验 第二章：原子的量子态：玻尔模型 在玻尔理论发表的第二年，即1914年，夫兰克和赫兹进行了电子轰击汞原子的实验，证明了原子内部能量的确是量子化的。可是由于这套实验装置的缺陷，电子的动能难以超过4.9ev，这样就无法使汞原子激发到更高的能态，而只得到汞原子的一个量子态—— 4.9ev。 1920年，夫兰克改进了原来的实验装置，把电子的加速与碰撞分在两个区域内进行，获得了高能量的电子，从而得到了汞原子内一系列的量子态。 结束 目录 next back 第四节：夫兰克 -- 赫兹实验 第二章：原子的量子态：玻尔模型 夫兰克-赫兹实验的结果表明，原子被激发到不同状态时，吸收一定数值的能量，这些数值是不连续的。即原子体系的内部能量是量子化的，