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*/40 例: X 射线光子能量为 0.60 MeV, 散射后波长变化了20%, 求: 反冲电子动能。 解：能量守恒 反冲电子动能为: */40 24.4 玻尔氢原子理论 H? H? H? H? 6562.3? 4861.3? 4340.5? 4101.7? 1885年巴尔末（Balmer）找到了一个经验公式： B=3645.7? 当n=3、4、5… 时可分别给出各谱线的波长 如n=3： n=4： ? ? 这些值与实验结果吻合得很好 一、氢原子光谱的规律 */40 光谱学中常用频率及空间频率表示: 称之为里德伯常数 里德伯和里兹指出,如将上面式中的“22”换成其它整数m的平方，得到其它谱线系. m=1、2、3…... n=2、3、4…... nm 里德伯方程 */40 m=1、2、3…... n=2、3、4…... { nm 里德堡方程 ? 2 ? 3 ? 4 ? 5 ? 6 1 2 3 4 5 m n 光谱 系 区域 日期 赖曼（Lyman）系 巴尔末（Balmer）系 帕邢（paschen）系 布喇开（Brackett）系 普芳德（Pfund）系 紫外 可见 红外 红外 红外 1916年 1880年 1908年 1922年 1924年 此后又发现碱金属也有类似的规律。 */40 1.电子的发现1897 2.汤姆逊模型 3.卢瑟福有核模型1911 1906年 Nobel Prize the fruitcake 二、原子结构模型 */40 经典理论解释不了H原子光谱 + 对此经典物理势必得出如下结论： 1）原子是”短命”的 + 向外辐射能量，电子轨道半径越来越小，直到掉到原子核与正电荷中和，这个过程时间10-12秒，因此不可能有稳定的原子存在。 2）原子光谱是连续光谱 因电磁波频率?? r-3/2，半径的连续变化，必导 致产生连续光谱。 根据经典电磁理论，作加速运动的电子将不断向外辐射电磁波。 */40 1913年Bohr提出一个假设，成功地解释了H原子光谱。 1.定态假设 原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中(E1、E2、E3···)。在这些状态中，电子绕核加速运动而不辐射电磁波，该状态称这为原子系统的稳定状态(定态) 2.量子化条件 稳定状态的条件：电子对核的角动量取h/2?的整数倍。 n =1、2、3、 三、玻尔假设 3.跃迁假设 只有当原子从一个较大能量En的定态跃迁到另一较低能量Ek的定态时，才发射单色光；反之吸收单色光。光子能量为 */40 1.电子轨道半径的量子化 利用牛顿定律，库仑引力，玻尔假设 解得 结论：电子轨道是量子化的。 注意：?n=1的轨道r1称为玻尔半径 ?量子数为n的轨道半径 三、玻尔氢原子理论 2、定态能量的量子化 原子处在量子数为n 的状态，其能量 结论：能量是量子化的，不连续的能量称为能级。 */40 3、里德伯常数 将En代入频率条件 与里德伯公式对照 计算值： 实验值： 原子的电离能指从基态跃迁到n= ?（En=0）状态时所需能量 与实验数据吻合得很好！ 4、电离能 5、氢原子光谱的解释 */40 （1）不能解释多电子原子光谱,不能解释强度、宽度和偏振性等； （2）不能说明原子是如何结合成分子，构成液、固体的。 （3）逻辑上有错误:以经典理论为基础,又生硬地加上与经典理论不相容的量子化假设,很不协调——半经典半量子理论. 1.不足 四、玻尔氢原子理论的不足与意义 2.意义 (1)揭示了微观体系具有量子化特征(规律),是原子物理发展史上一个重要的里程碑。 (2)提出“定态”,“能级”,“量子跃迁”等概念，在量子力学中仍很重要,具有极其深远的影响。 (3)解释了H光谱和类H原子光谱。定态跃迁的思想至今仍是 正确的。它是导致新理论的跳板。 */40 夫兰克—赫兹实验 K G P V A P I 0 U E 灯丝 栅极 阳极 夫兰克—赫兹，1925年 Nobel Prize N. 玻尔，1922年 Nobel Prize 五、能级分立的实验验证 */40 一 黑体辐射的实验定律 2)维恩位移律 1)斯特藩-玻耳兹曼定律 M(T )=?T 4 ? = 5.67?10-8 W/m2K4 M? 0(T) l 2200K 2000K 1800K 1600K ?m 二 普朗克量子假说 (1)黑体—带电线性谐振子 (2)能量不连续， (3)能量子 */40 三 光电效应 1 爱因斯坦光电效应方程 2 光的“波粒二象性” 四 康普顿效应 五 玻尔氢原子量子论 (1)定态假设 (2)频率条件 (3)轨道量子化 氢原子轨道半径 能级 */26 2.许多星球的温度达到0.9×108 K。在这一温度下原子已经不存在了，而