量子18玻尔氢原子理论.pptVIP

一.氢原子光谱的实验规律1889年瑞典物理学家里德伯提出一个普遍方程k=1,n=2,3,…莱曼系,紫外区k=2,n=3,4,…巴尔末系k=3,n=4,5,…帕邢系,红外区k=4,n=5,6,…布拉开系,红外区k=5,n=6,7,…普芳德系，红外区k=6,n=7,8,…哈菲莱系,红外区1890年里德伯,里兹等人发现碱金属原子光谱有类似的规律量子化条件:电子在稳定圆轨道上运动时，其轨道角动量L=mvr必须等于h/2?的整数倍，即4.里德伯公式的推导氢原子从高能级En跃迁到低能级Ek时，氢原子的发光频率为其中5.玻尔理论的成功与缺陷END**§18.5玻尔氢原子理论6563A4861A4341A4102A3646A量子物理B1885年瑞士的巴耳末用经验公式表示出氢原子的前四条可见光谱：用波数(波长的倒数)表示：----巴耳末公式R=1.096776?107m-1----里德伯公式----里德伯常量的整数不同的k对应不同的谱系；当k一定时，每一n值对应于一条谱线里兹并合原理反映了原子的内在规律----里兹并合原理二.玻尔的氢原子理论1897年英国物理学家汤姆逊通过阴极射线实验发现了电子1904年汤姆逊提出原子的“嵌梅布丁”模型：每个电子分布在正电荷组成的球中，并绕平衡位置震荡1907年卢瑟福等人通过?粒子对原子核的散射实验否定了汤姆逊模型离中心越近散射角越大卢瑟福：“这几乎就如你用15英寸炮弹射向一张手纸，结果它反回来击中了你一样不可思议”1911年卢瑟福提出原子核模型：原子是由带正电的原子核和核外作轨道运动的电子组成1.经典物理的困难原子的稳定性：电子绕核转动具有加速度?发射电磁波?能量减少?作螺旋运动?落入原子核?不稳定原子光谱的分立性：发射电磁波的频率等于电子绕核转动的频率?电子作螺旋运动的频率连续变化?光谱为连续光谱。2.玻尔理论的基本假设1913年丹麦物理学家玻尔在卢瑟福核模型基础上，结合普朗克量子假设和原子光谱的分立性，提出假设：定态假设：原子系统只能处在一系列具有不连续能量的稳定状态(定态)。定态时核外电子在一定的轨道上作圆周运动，但不发射电磁波将光谱实验规律、卢瑟福的原子模型、普朗克和爱因斯坦的光量子说结合起来频率条件:当原子从一个能量为En的定态跃迁到另一个能量为Ek的定态时，就要发射或吸收一个频率为?kn的光子EnEk---发射光子EnEk---吸收光子----约化普朗克常数----量子数1922年玻尔因对原子结构和原子放射性的研究获诺贝尔物理学奖3.氢原子轨道半径和能量的计算(1)轨道半径根据牛顿定律和库仑定律有而可得----量子化r1=0.529?10-10m时：----玻尔半径(2)能量氢原子的能量等于电势能和电子的动能之和由由有----量子化量子化的能量称为能级----基态能级讨论：时：?此时能量最低，原子最稳定时：?激发态能级?时：此时能级趋于连续，原子趋于电离，即基态氢原子的电离能为13.6eV电离状态时，E0，并可连续变化电子轨道能级基态激发态-13.6-3.39-1.510En/eV-0.85波数为----与实验结果符合得很好5.玻尔理论的成功与缺陷布喇开线系光谱线规律是令人信服的1914年，弗兰克-赫兹实验证明原子能级的存在玻尔理论是经典理论与量子条件的混合物，量子化条件没有适当的理论解释,无法解释氢原子光谱的精细结构及多原子光谱和能态。以经典理论为基础，其定态时不发出辐射的假设又与经典理论相抵触1922年，玻尔领诺贝尔奖时说：这一理论十分初步，还有许多基本问题有待解决。*