近代物理基础-课件.pptVIP

第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 当电子运动的轨道偏心率很大时，在轨道的不同部分，接近原子实的那部分轨道可能会穿入原子实，因而价电子在轨道的不同位置感受到的有效电荷数 Z* 可能不同。 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 当价电子处在离原子实较远的轨道上时，价电子感受到的原子实的有效电荷数为Z*=1，这时只有原子实的极化效应对能级产生影响，与氢能级很接近； 而当价电子处在穿过原子实的那部分轨道上时，原子实对它的有效电荷Z*1，在贯穿轨道上运动的电子有一部分时间处在Z*=1，另一部分时间处在Z*1的电场中，所以平均的有效的有效电荷数Z*1. 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 原子实是一个球形对称的结构，它里边的原子核带有Ze正电荷和（Z-1）e负电荷，在原子最外层运动的价电子好象是处在一个单位正电荷的库仑场中，当价电子运动到靠近原子实时， 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 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 相对论修正 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 相对论修正 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 可以看出，对能级产生影响的除了R 值，还有有效电荷 ，通过前面的学习我们了解到 R 值是与核的质量联系着的，而原子实极化和轨道贯穿导致了碱金属和氢原子之间有效电荷的差别。当有效电荷 Z* 代替 Z 时，我们得到 : (2) 光谱项为 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 因为Z*1，所以n*n。令n*=n-△ 实验表明，△与轨道形状l 有关 ，即 记为 那么能级可以表示为 （3） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 即有效量子数 n* 比主量子数 n 小，使得相应能级能量比氢原子的小。 从玻尔理论，任一谱线产生于两能级之间的跃迁 即有 （4） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 所以碱金属光谱的波数为 （5） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 根据玻尔理论，原子内部两能级之间的跃迁产生该原子的谱线，实验观察表明，碱金属元素的光谱主要分为四个线系 主线系： 从高P态向最低S态跃迁产生； 锐线系： 从高S态向最低P态跃迁产生； （又称第二辅线系） 漫线系： 从高D态向最低P态跃迁产生； （又称第一辅线系） 基线系： 从高F态向最低D态跃迁产生。 （又称柏格曼系） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 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 比如对于锂元素来说，它的四个线系分别是： 主线系： 锐线系： 漫线系： 基线系： 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 碱金属的光谱 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 相对论修正 碱金属的光谱 第二章：原子的量子态：玻尔模型 结束 目录 原子物理、量子力学发展中有三类重要实验 证实光量子的实验 黑体辐射；光电效应；康普顿散射 2.证实原子中量子态的实验 光谱实验-分离谱-巴尔默公式； 3.证