尼爾斯·玻爾(

1、能 級 1919世紀(jì)末世紀(jì)末2020世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界世紀(jì)初，人類叩開了微觀世界的大門，物理學(xué)家根據(jù)有研究提出了關(guān)于原子的大門，物理學(xué)家根據(jù)有研究提出了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的各種模型，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型能夠結(jié)構(gòu)的各種模型，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好的解釋實驗現(xiàn)象，得到了多數(shù)人的支持，很好的解釋實驗現(xiàn)象，得到了多數(shù)人的支持，但是與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾但是與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生了矛盾著名的著名的 粒子散射實驗粒子散射實驗 按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點去推斷，按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點去推斷，在軌道上運動的電子帶有電荷，運動在軌道上運動的電子帶有電荷，運動中要輻射電磁波，電子損失了能量，中要輻射電磁波，電子

2、損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上由于電子軌道的變化是連續(xù)的，核上由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率也會連續(xù)變化輻射電磁波的頻率也會連續(xù)變化事實上，原子事實上，原子是穩(wěn)定的，輻射電是穩(wěn)定的，輻射電磁波的頻率也只是磁波的頻率也只是某些確定的值某些確定的值 以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結(jié)出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小來的經(jīng)典電磁理論不適用于原子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個矛盾，矛盾，19131913年玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)年玻爾在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上，把普朗克的量子

3、理論運用到原子系上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。統(tǒng)上，提出了玻爾理論。玻爾的原子模型玻爾的原子模型盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾1. 1.原子的穩(wěn)定性原子的穩(wěn)定性? ?2.2.原子光譜是連續(xù)譜還是線狀譜原子光譜是連續(xù)譜還是線狀譜? ?尼爾斯尼爾斯 玻爾玻爾（1885-19621885-1962年）年） 1、圍繞原子核運動的電子軌道半、圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值，這些徑只能是某些分立的數(shù)值，這些現(xiàn)象叫做軌道量子化；現(xiàn)象叫做軌道量子化；2、不同的軌道對應(yīng)著不同的狀態(tài)，、不同的軌道對應(yīng)著不同的狀態(tài)，在這些

4、狀態(tài)中，盡管電子在做變在這些狀態(tài)中，盡管電子在做變速運動，卻不輻射能量，因此這速運動，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的；些狀態(tài)是穩(wěn)定的；3、原子在不同的狀態(tài)之中具有不、原子在不同的狀態(tài)之中具有不同的能量，所以原子的能量也是同的能量，所以原子的能量也是量子化的。量子化的。19131913年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說年玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說玻玻爾爾玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運動玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運動定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量的能量氫原子能級12rnrn121EnEn3 , 2 , 1n 原子也

5、可以從激發(fā)態(tài)向原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷基態(tài)躍遷(自發(fā)的自發(fā)的)，電子所，電子所受庫侖力做正功減小電勢受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少要輻能，原子的能量減少要輻射出能量，這一能量以光射出能量，這一能量以光子的形式放出子的形式放出 原子最低能級所對應(yīng)的狀態(tài)叫做原子最低能級所對應(yīng)的狀態(tài)叫做基態(tài)基態(tài)，比基，比基態(tài)能量高的狀態(tài)叫態(tài)能量高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) 原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，電子克服庫侖引原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，電子克服庫侖引力做功增大電勢能，原子的能量增加要吸收能力做功增大電勢能，原子的能量增加要吸收能量量光子的發(fā)射和吸收光子的發(fā)射和吸收nmr053. 01 12rnrn eVE6

6、.131 21nEEn 0 EnmEEhv 2nCnmEEhv 光譜分析的技術(shù)在科學(xué)研究中有廣泛的光譜分析的技術(shù)在科學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用，一種元素在樣品中的含量即使很少，應(yīng)用，一種元素在樣品中的含量即使很少，也能觀察到它的光譜因此光譜分析可以用也能觀察到它的光譜因此光譜分析可以用來確定樣品中包含哪些元素，這種方法非常來確定樣品中包含哪些元素，這種方法非常靈敏，利用光譜還能確定遙遠(yuǎn)星球的物質(zhì)成靈敏，利用光譜還能確定遙遠(yuǎn)星球的物質(zhì)成分分 漆碗：第三文化層（距今漆碗：第三文化層（距今6500650060006000年）利年）利用紅外光分析其表面，其光譜圖和馬王堆漢墓出土用紅外光分析其表面，其光譜圖和

7、馬王堆漢墓出土漆皮的裂解光譜圖相似漆皮的裂解光譜圖相似 X X射線照射激發(fā)射線照射激發(fā)熒光，通過分析熒光熒光，通過分析熒光判斷越王勾踐寶劍的判斷越王勾踐寶劍的成分成分玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性它的局限性在解決核外電子的運在解決核外電子的運動時成功引入了量子動時成功引入了量子化的觀念化的觀念同時又應(yīng)用了同時又應(yīng)用了“軌軌道道”等經(jīng)典概念和等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大解決其他問題上遇到了很大的困難的困難rvmrek222 221mvEk rek22 rekEp2 rekEEEpk22 氫原子各定態(tài)的能量值，為電子繞核運氫原子各定態(tài)的能量值，為電子繞核運動的動能動的動能E Ek k和電勢能和電勢能E Ep p的代數(shù)和，因為在選無的代數(shù)和，因為在選無窮遠(yuǎn)處電勢能為零的情況下，各定態(tài)的電勢能窮遠(yuǎn)處電勢能為零的情況下，各定態(tài)的電勢能均為負(fù)值，且其大小總大于同一定態(tài)的動能值，均為負(fù)值，且其大小總大于同一定態(tài)的動能值，所以各定態(tài)能量值均為負(fù)值，因此，