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文檔簡介

1、會計(jì)學(xué)1原子原子(yunz)物理學(xué)物理學(xué)cap第一頁,共99頁。結(jié)束(jish)第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型目錄nextback 盧瑟福模型把原子看成由帶正電的原子核和圍繞核運(yùn)動的一些電子組成,這個模型成功地解釋了粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子的大角度散射現(xiàn)象可是當(dāng)我們準(zhǔn)備進(jìn)入原子內(nèi)部作進(jìn)一步的考察時,卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)建立的物理規(guī)律無法解釋原子的穩(wěn)定性,同一性和再生性。 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第1頁/共99頁第二頁,共99頁。結(jié)束(jish)目錄(ml)nextback 玻爾(N.Bohr)基于盧瑟福原子模型,原子光譜的實(shí)驗(yàn)(shyn)規(guī)律以及普朗克的量子化概念,

2、于1913年提出了新的原子模型并成功地建立了氫原子理論,解釋了氫光譜的產(chǎn)生,玻爾理論還可以準(zhǔn)確地推出巴爾末公式,并能算出里德伯常數(shù)的理論值。第一節(jié):背景知識第二章:原子的量子態(tài):玻爾模型 不過當(dāng)玻爾理論應(yīng)用于復(fù)雜一些的原子時,就與實(shí)驗(yàn)事實(shí)產(chǎn)生了較大的出入。這說明玻爾理論還很粗略,直到1925年量子力學(xué)建立以后,人們才建立了較為完善的原子結(jié)構(gòu)理論。 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第2頁/共99頁第三頁,共99頁。結(jié)束(jish)目錄(ml)nextback第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子的量子態(tài):玻爾模型 十九世紀(jì)中期,物理學(xué)理論在當(dāng)時看來已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)完善的階段,那時,一般的物理現(xiàn)象都

3、可以用相應(yīng)的理論加以解釋。 物體的宏觀機(jī)械運(yùn)動,準(zhǔn)確地遵從牛頓力學(xué)規(guī)律;電磁現(xiàn)象被總結(jié)為麥克斯韋方程;熱現(xiàn)象有完整的熱力學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理學(xué); 物理學(xué)的上空可謂晴空萬里,在這種情況下,有許多人認(rèn)為物理學(xué)的基本規(guī)律已完全被揭示,剩下的工作只是把已有的規(guī)律應(yīng)用到各種具體的問題上,進(jìn)行一些計(jì)算而已。 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第3頁/共99頁第四頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 到了十九世紀(jì)末期,物理學(xué)晴朗的天空出現(xiàn)了幾朵令人不安的“烏云”,在物理學(xué)中出現(xiàn)了一系列令人費(fèi)解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(xinxing)。物理學(xué)遇到了嚴(yán)重的困難,其中兩朵最黑的云分別是:前者

4、導(dǎo)致了相對論的誕生后,后者導(dǎo)致了量子論的誕生。麥克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)和黑體輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第4頁/共99頁第五頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 黑體輻射的經(jīng)典解釋1896年,維恩以經(jīng)典物理為基礎(chǔ),認(rèn)為(rnwi)能量的吸收和發(fā)射都是連續(xù)的,導(dǎo)出了一個公式:TceCe251 這個公式在短波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的很好,但是長波部分理論的值偏低.結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第5頁/共99頁第六頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 190

5、0年瑞利-瓊斯仍在經(jīng)典(jngdin)物理的基礎(chǔ)上建立了另一個理論導(dǎo)出了另一個公式: 它在長波部分和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的較好,但在短波部分給出了太大的數(shù)值.就這樣經(jīng)典物理遭遇到難以克服的困難.4CTe 為了正確而全面地說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果,找到自然規(guī)律,必須尋求新的理論.結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第6頁/共99頁第七頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 黑體輻射量子解釋(jish)1900年10月19日,德過物理學(xué)家普朗克(Planck)在一次物理學(xué)會議上公布了一個公式:118),(222chvechvTvE 上式中的 h 就是著名

6、的普朗克常量,其曲線與實(shí)驗(yàn)值完全吻合,而這一公式是普朗克根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)猜出來的。由此公式當(dāng)v-0和v-時分別都可得到與瑞利-金斯和維恩公式相同的形式。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第7頁/共99頁第八頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 此公式雖然(surn)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)但其在公布時仍沒有理論根據(jù),就在普朗克公式公布當(dāng)天,另一位物理學(xué)家魯本斯將普朗克的結(jié)果與他的最新測量數(shù)據(jù)進(jìn)行核對,發(fā)現(xiàn)兩者以驚人的精確性相符合。第二天魯本斯就把這一喜訊告訴了普朗克,從而使普朗克決心:“不惜一切代價,找到一個理論解釋?!苯Y(jié)束目錄nextbac

7、k 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第8頁/共99頁第九頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 經(jīng)過(jnggu)近二個月的努力,普朗克在同年12月14日的一次德國物理學(xué)會議上提出:電子輻射能量的假設(shè): 這一概念嚴(yán)重偏離了經(jīng)典物理;因此,這一假設(shè)提出后的5年時間內(nèi),沒有引起人的注意,并且在這以后的十多年時間里,普朗克很后悔當(dāng)時的提法,在很多場合他還極力的掩飾這種不連續(xù)性是“假設(shè)量子論”。E=nhv(n=1,2,3,)?結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第9頁/共99頁第十頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yun

8、z)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第10頁/共99頁第十一頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 早在1887年,德國物理學(xué)家赫茲第一個觀察到用紫光照射(zhosh)的尖端放電特別容易發(fā)生,這實(shí)際上是光電效應(yīng)導(dǎo)致的.由于當(dāng)時還沒有電子的概念,所以對其機(jī)制不是很清楚.1對一定金屬有一個臨界頻率v0 ,當(dāng)0 時,無論光多弱,立即(lj)有光電子產(chǎn)生;3光電子能量只與照射光的頻率有關(guān)。光強(qiáng)只影響光電子的數(shù)目。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第12頁/共99頁第十三頁,共99頁。第一

9、節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型1902年,法國物理學(xué)家林納(Lenaral)發(fā)現(xiàn),光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律不能用已有的波動說理論加以解釋,經(jīng)典物理認(rèn)為光是一種波動,其能量(nngling)連續(xù)分布在波前上;當(dāng)光照射在電子上時,電子得到并不斷積聚能量,當(dāng)電子積聚的能量達(dá)到一定程度時,它就能脫離原子核的束縛而逸出,但能量的積聚是需要時間的。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第13頁/共99頁第十四頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型例如(lr),用光強(qiáng)為 的光照到鈉金屬表面,根據(jù)經(jīng)典理論的推算,至少

10、要 秒(約合120多天)的時間來積聚能量,才會有光電子產(chǎn)生;事實(shí)上,只要0 ,就立即有光電子產(chǎn)生,可見理論與實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了嚴(yán)重的偏離.此外,按照經(jīng)典理論,決定電子能量的是光強(qiáng),而不是頻率.但實(shí)驗(yàn)事實(shí)卻是: 暗淡的藍(lán)光照出的電子能量居然比強(qiáng)烈的紅光照出的電子能量大.2/1m710結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第14頁/共99頁第十五頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 1905年,愛因斯坦(Einstein)發(fā)展(fzhn)了普朗克(Planck)的量子說,指出光以粒子的形式-光子存在和傳播。一個光子的能量為E=hv,因此,光電

11、效應(yīng)中能量滿足關(guān)系式 :TWmvWThv逸出逸出2maxmax21(4)式表明:對于給定的金屬(給定),T 與V成線性關(guān)系。直線的斜率就是 h ,所以對不同的靶來說,這條線的斜率是相同的。(4)結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第15頁/共99頁第十六頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 1916年,美國(mi u)物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn),證實(shí)了(4)式的正確性,并精確測定了普朗克常數(shù)h;但他還是認(rèn)為:盡管愛因斯坦的公式是成功的,但其物理理論是完全站不住腳.不僅如此,1913年包括普朗克在內(nèi)的德國最著名的物理學(xué)家也都認(rèn)為,愛因

12、斯坦的光量子理論是他在思辯中迷失了方向.結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第16頁/共99頁第十七頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 可見一個新的理論要被人們所接受是何等的困難(kn nn)。然而,歷史很快作出了判斷,1922年,愛因斯坦因光電效應(yīng)獲諾貝爾物理獎。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第17頁/共99頁第十八頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 粒子的大角度散射,肯定了原子核的存在(cnzi),但核外電子的分布及運(yùn)動情況仍然是個迷,而光譜是原子結(jié)

13、構(gòu)的反映,因此研究原子光譜是揭示這個迷的必由之路。(1)電磁波譜結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第18頁/共99頁第十九頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型(2)光譜(gungp)的觀測光譜發(fā)出的光譜線可通過光譜議進(jìn)行觀測和記錄,它既可把射線按不同波長分析,又可記錄不同光譜線的強(qiáng)度。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第19頁/共99頁第二十頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型(3)光譜的分類不同的光源有不同的光譜,發(fā)出機(jī)制也不盡相同,根據(jù)波長的變化(binh

14、u)情況,大致可分為三類: 線光譜:波長不連續(xù)變化,此種為原子光譜;帶光譜:波長在各區(qū)域內(nèi)連續(xù)變化,此為分子光譜;連續(xù)譜:固體的高溫輻射。結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第20頁/共99頁第二十一頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型4CTe 光譜分析是研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)重要手段之一,牛頓(ni dn)早在1704年說過,若要了解物質(zhì)內(nèi)部情況,只要看其光譜就可以了.光譜是用光譜儀測量的,光譜儀的種類繁多,基本結(jié)構(gòu)幾乎相同,大致由光源、分光器和記錄儀組成.上圖是棱鏡光譜儀的原理圖.結(jié)束目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效

15、應(yīng)第21頁/共99頁第二十二頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄nextback 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第22頁/共99頁第二十三頁,共99頁。第一節(jié):背景(bijng)知識第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型不同(b tn)的光源具有不同(b tn)的光譜。氫原子核外只有一個電子,結(jié)構(gòu)最簡單,是研究其它復(fù)雜元素光譜的基礎(chǔ)。如果用氫燈作為光源那么在光譜儀中測到的便是氫的光譜。如上頁的圖所示,氫光譜由許多線系組成,每一線系內(nèi)光譜排列成有規(guī)則的圖樣,逐漸向線系短波一端線系極限靠攏,上頁圖中畫了三個線系。結(jié)束目錄next

16、back 光 譜 黑體輻射 光電效應(yīng)第23頁/共99頁第二十四頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 1913年,盧瑟福用粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了核的存在,但是電子在核外的運(yùn)動(yndng)情形如何,卻沒有一個合理的模型,如果設(shè)想電子繞核運(yùn)動(yndng),便無法解釋原子的線光譜和原子坍縮問題,經(jīng)典理論在討論原子結(jié)構(gòu)時遇到了難以逾越的障礙。當(dāng)時,年僅28歲的剛從丹麥的哥本哈根大學(xué)獲博士學(xué)位,就來到盧瑟福實(shí)驗(yàn)室,他認(rèn)定原子結(jié)構(gòu)不能由經(jīng)典理論去找答案,正如他自己后來說的:我一看到巴爾末公式,整個問題對我來說就全部清楚了。”結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋

17、玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第24頁/共99頁第二十五頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 玻爾首先提出量子假設(shè),拿出新的模型,并由此建立了氫原子理論,從他的理論出發(fā),能準(zhǔn)確(zhnqu)地導(dǎo)出巴爾末公式,從純理論的角度求出里德伯常數(shù) ,并與實(shí)驗(yàn)值吻合的很好。此外,玻爾理論對類氫離子的光譜也能給出很好的解釋。因此,玻爾理論一舉成功,很快為人們接受。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第25頁/共99頁第二十六頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 為了解釋氫原子的線光譜,必須研究氫原子的結(jié)構(gòu),

18、如果從盧瑟福的原子核式模型出發(fā),那么根據(jù)經(jīng)典電動力學(xué),電子(dinz)的旋轉(zhuǎn)將引起電磁輻射因此電子的軌道半徑會越來越小,最后掉入核里,正負(fù)電荷中和,原子發(fā)生坍縮,可以證明在這一過程中,電子的旋轉(zhuǎn)頻率不斷增加,輻射的波長也相應(yīng)地連續(xù)改變,那么原子光譜應(yīng)是連續(xù)譜??墒菍?shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻不是這樣,經(jīng)典物理在原子光譜面前失效了。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第26頁/共99頁第二十七頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 為了解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí),玻爾于1913年提出了他的三條(sn tio)基本假設(shè): 1.定態(tài)假設(shè):電子繞核作圓周運(yùn)動

19、時,只在某些特定的軌道上運(yùn)動,在這些軌道上運(yùn)動時,雖然有加速度,但不向外輻射能量,每一個軌道對應(yīng)一個定態(tài),而每一個定態(tài)都與一定的能量相對應(yīng); 2.頻率條件:電子并不永遠(yuǎn)處于一個軌道上,當(dāng)它吸收或放出能量時,會在不同軌道間發(fā)生躍遷,躍遷前后的能量差滿足頻率法則:結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第27頁/共99頁第二十八頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型3.角動量量子化假設(shè):電子(dinz)處于上述定態(tài)時,角動量L=mvr是量子化的. 根據(jù)上述三條基本假設(shè),玻爾建立了他的原子模型,并成功地解釋了氫光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。結(jié)束目錄nex

20、tback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第28頁/共99頁第二十九頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 玻爾假設(shè)(jish)電子在特定的軌道上繞核作圓周運(yùn)動,設(shè)核的電量為Ze(當(dāng)Z=1時,就是氫原子).如果原子核是固定不動的,電子繞核作勻速圓周運(yùn)動,那么由牛頓第二定律,電子所受庫侖力恰好提供了它作圓周運(yùn)動的向心力:即rvmrZe22204122041mvZernhmvrL;2 mrnhVn2222044mZehnrn代入量子化條件解得結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第29頁/共99頁第三十頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mx

21、ng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型mmeh10222011053. 044Znrn21nnnrnhV2nZhenmhZ0214我們(w men)引入則量子化的軌道半徑為相應(yīng)的軌道速率為結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第30頁/共99頁第三十一頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型hev02141371402hce當(dāng)Z=1,n=1 時電子的軌道半徑與速率(sl)分別為11r,稱為氫原子的第一玻爾半徑;,稱為氫原子的第一玻爾速度.令,則稱為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù).cv1結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第3

22、1頁/共99頁第三十二頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型氫原子及類氫離子的軌道(gudo)半徑結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第32頁/共99頁第三十三頁,共99頁。電子在原子核的庫侖場中運(yùn)動,所以電子的能量(nngling)由動能第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型量子化的玻爾能級kEpE和勢能兩部分構(gòu)成。 電子的動能為,42121022revmEek若定義離原子核無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn),即, 0)(pE那么離原子核的距離為r 的電子的勢能為rZerEp2041)( 結(jié)束目錄nextback

23、氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第33頁/共99頁第三十四頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型)()()(rErErEpkrZe24120所以(suy)電子的總能量 結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第34頁/共99頁第三十五頁,共99頁。上式為量子化能級的表達(dá)式,當(dāng)Z=1,n=1時,就是基態(tài)(j ti)氫原子的能量由于軌道半徑 r 是量子化,所以相應(yīng)(xingyng)的能量也必然是量子化的 nnrZeE241202220222)4(nhZme)(22nZhcReVE6 .131),(2)(rErEnp).()(rErEnk可見

24、各能級(nngj)之間的關(guān)系是第二節(jié):玻爾模型第二章:原子的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第35頁/共99頁第三十六頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第36頁/共99頁第三十七頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 根據(jù)(gnj)波爾理論,氫原子的光譜可以作如下的解釋: 氫原子在正常狀態(tài)時,它的能級最小,電子位于最小的軌道,當(dāng)原子吸收或放出一定的能量時,電子就會在不同的能級間躍遷,多余的能量便以

25、光子的形式向外輻射,從而形成氫原子光譜。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第37頁/共99頁第三十八頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型由波爾假設(shè)的頻率(pnl)條件我們可以可到nnhvEE222211(),2mZcnn即2222111()2mZvchcnn 211(),2Rmchc1109737.315Rcm令代入數(shù)值,解得結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第38頁/共99頁第三十九頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型22211vRZnn1109677.58

26、HRcmR 稱為里德伯常數(shù)(chngsh),光譜公式為當(dāng) Z=1 時即為里德伯方程。試驗(yàn)中 R 的經(jīng)驗(yàn)值為比較 R 與 RH ,我們發(fā)現(xiàn)兩者符合的很好,但仍存在微小的差別。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第39頁/共99頁第四十頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型我們已經(jīng)知道,所有的光譜線分為(fn wi)一系列線系,每個線系的譜線都從最大波長到最小波長(系線);可是試驗(yàn)中觀察到在系限之外還有連續(xù)變化的譜線。這是怎么回事呢?如果定義距核無窮遠(yuǎn)處的勢能為0,那么位于r處的電子勢能為0,但可具有任意的動能201,2kEmv當(dāng)該電

27、子被 H+ 捕獲并進(jìn)入第 n 軌道時, 結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第40頁/共99頁第四十一頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型nEEE這時具有能量En,則相應(yīng)(xingyng)兩能級的能量差為:012nmvEhv所以2012nhcmvE因?yàn)?En 是一定的,而 v0 是任意的,所以可以產(chǎn)生連續(xù)的 值,對應(yīng)連續(xù)的光譜,這就是各系限外出現(xiàn)連續(xù)譜的原因。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第41頁/共99頁第四十二頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型2,Hn

28、RTn2211vRnn( )( )T nT n 前面(qin mian)已由波爾理論得出 :我們曾經(jīng)定義光譜項(xiàng) nnhvEEnnEEvhchc考慮到 即結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第42頁/共99頁第四十三頁,共99頁。第二節(jié):玻爾模型(mxng)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型比較上面兩個式子,我們(w men)得到能級與光譜之間的關(guān)系為2nnRhcEhcTn 對于不同大小的 n 和 E ,我們可以繪出上圖所示的能級圖,在兩能級之間用箭頭線表示可能出現(xiàn)的能級躍遷。結(jié)束目錄nextback氫光譜的解釋玻爾假設(shè)電子的運(yùn)動第43頁/共99頁第四十四頁,共99頁。

29、第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 我們在前面已經(jīng)(y jing)用波爾理論對氫光譜作出了解釋,得到了里德伯常量的計(jì)算公式242302,(4)ee mRch 從而可以(ky)算出氫的里德伯常數(shù)1109737.315Rcm它與實(shí)驗(yàn)值 RH=1099677.58cm-1 符合的很好,可是它們之間依然有萬分之五的差別,而當(dāng)時光譜學(xué)的實(shí)驗(yàn)精度已達(dá)萬分之一。結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第44頁/共99頁第四十五頁,共99頁。 波爾在1914年對此作了回答,在原子理論中假定(jidng)氫核是靜止的,而實(shí)際當(dāng)電子繞核運(yùn)動時,核不是固定不動的,而是與電子繞共同的質(zhì)

30、心運(yùn)動。 第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第45頁/共99頁第四十六頁,共99頁。2423021(4)1eRmmchM11RmM當(dāng)我們對原子模型作了修之后,可以得到(d do)一質(zhì)量為M的核相應(yīng)的里德伯常量為R 是原子核質(zhì)量(zhling)為無窮大時的里德伯常量,我們注意到,前面我們算出的里德伯常數(shù) R 其實(shí)是R。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第46頁/共99頁第四十七頁,共99頁。 玻爾理論(lln) 假定電子繞固定不動的核旋轉(zhuǎn),事

31、實(shí)上,只有當(dāng)核的質(zhì)量無限大時才可以作這樣的近似。而氫核只比電子重約一千八百多倍,這樣的處理顯然不夠精確。實(shí)際情況是核與電子繞它們共同的質(zhì)心運(yùn)動。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第47頁/共99頁第四十八頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型iiiliir mrm12()0lr Mmr Mr m按照(nzho)質(zhì)心的定義 在質(zhì)心系中, 結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第48頁/共99頁第四十九頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子

32、態(tài):玻爾模型12rMr m12rrr1mrrMm2MrrMm故有 結(jié)束(jish)目錄(ml)nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第49頁/共99頁第五十頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型系統(tǒng)(xtng)的運(yùn)動方程可表示為20222124rZermvrMvce (1).,12rvrvec20224rZermMMm核與電子共同(gngtng)繞質(zhì)心作勻角度轉(zhuǎn)動,設(shè)角速度為,則核與電子繞質(zhì)心運(yùn)動的線速度為代入(1)式可得 (2)結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第50頁/共99頁第五十一頁,共99頁。 稱為折合(zhh)質(zhì)量,那么運(yùn)動方程為

33、第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型,mMMm,42022rZer令 經(jīng)過修正的原子模型(mxng),它的波爾假設(shè)中的角動量量子化在質(zhì)心中就是ecpvmrvMrnhP21nhr2 故有結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第51頁/共99頁第五十二頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型可以看出,上面得出的結(jié)論(jiln)與前面的關(guān)系式相對應(yīng),所不同的是這里以折合質(zhì)量取代了原來的 m ,那么我們把前面結(jié)論(jiln)中的 m 換成,就得到修正后原子模型的結(jié)合。所以我們得到里德伯常數(shù)為cheRA32042)4(2mMMRmMMchme

34、Z32042)4(2 (1)結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第52頁/共99頁第五十三頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 我們看到,當(dāng)原子核質(zhì)量M時,RA=R=109737.31cm-1。在一般情況下,可以通過(tnggu)(1)式來計(jì)算里德伯常數(shù)。 結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第53頁/共99頁第五十四頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 里德伯常數(shù)隨原子核質(zhì)量變化的情況曾被用來(yn li)證實(shí)氫的同位素氘的存在。 1932年,尤雷在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),所攝液氫賴曼

35、系的頭四條譜線都是雙線,雙線之間波長(bchng)差的測量值與通過里德伯常數(shù) R 計(jì)算出的雙線波長(bchng)差非常相近,從而確定了氘的存在。 起初有人從原子質(zhì)量的測定問題估計(jì)有質(zhì)量是2個單位的中氫。 結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第54頁/共99頁第五十五頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型附 下面是美國物理學(xué)家尤雷觀察到的含有氫。氘兩種物質(zhì)的混合體的光譜系雙線,以及測量(cling)出的雙線間的波長差。 結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第55頁/共99頁第五十六頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(y

36、unz)的量子態(tài):玻爾模型,1122nmRvHH2211nmRvDD按照(nzho)波爾理論:結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第56頁/共99頁第五十七頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型HDvv HD因?yàn)?yn wi) RDRH ,所以對于同一譜線, 即對于同一條譜線,我們可以(ky)得到下面的關(guān)系式DHHDRRDHHHDHRR1結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第57頁/共99頁第五十八頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型DHRRDDHHMmMmMM,111DHMmMm,2HD

37、MM,000545. 018361HMm000272. 0DMm而氫核的質(zhì)量(zhling)約是電子質(zhì)量(zhling)的1835倍。即。結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第58頁/共99頁第五十九頁,共99頁。,999727. 0DHRR000272. 0H故有第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish)目錄(ml)nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第59頁/共99頁第六十頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 類氫離子是原子核外邊只有一個電子(dinz)的原子體系,但原子核帶有大于一個單元的正電

38、荷比如(br)一次電離的氫離子He+,二次電離的鋰離子Li+,三次電離的鈹離子Be+,都是具有類似氫原子結(jié)構(gòu)的離子。結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第60頁/共99頁第六十一頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 1897年,天文學(xué)家畢克林在船艫座星的光譜中發(fā)現(xiàn)(fxin)了一個很象巴爾末系的線系。這兩個線系的關(guān)系如下圖所示,圖中以較高的線表示巴爾末系的譜線: 結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第61頁/共99頁第六十二頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型我們(w men)注意到:1

39、.畢克林系中每隔一條(y tio)譜線和巴爾末系的譜線差不多重合,但另外還有一些譜線位于巴爾末系兩鄰近線之間;2.畢克林系與巴爾末系差不多重合的那些譜線,波長稍有差別,起初有人認(rèn)為畢克林系是外星球上氫的光譜線。結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第62頁/共99頁第六十三頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 然而玻爾從他的理論出發(fā),指出畢克林系不是氫發(fā)出的,而屬于(shy)類氫離子 。玻爾理論對類氫離子的巴爾末公式為:)11(223nnRZvHe2221)(1nZnR結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第63頁/共99頁

40、第六十四頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型對于(duy)He+,Z=2,n=4,則nt=5,6,7.2211mzRvHe,.5 . 3 , 3 , 5 . 22nm那么(n me) 與氫光譜巴爾末系比較2 2121nRvHH.5 , 4 , 3n其中結(jié)束目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第64頁/共99頁第六十五頁,共99頁。第三節(jié):光 譜第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 原來 He+ 的譜線之所以比氫的譜線多,是因?yàn)閙的取值比 n的取值多,而由于原子核質(zhì)量的差異,導(dǎo)致里德伯常量 RHe 與 RH 不同,從而使 m=n的相應(yīng)(xingy

41、ng)譜線的位置有微小差異。 結(jié)束(jish)目錄nextback類氫光譜更精確的R氘的發(fā)現(xiàn)第65頁/共99頁第六十六頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 按照玻爾(Bohr)理論在原子內(nèi)存在一系列分立(fn l)的能級,如果吸收一定的能量,就會從低能級向高能級躍遷,從而使原子處于激發(fā)態(tài),而激發(fā)態(tài)的原子回到基態(tài)時,也必然伴隨有一定頻率的光子向外輻射。 光譜實(shí)驗(yàn)從電磁波發(fā)射或吸收的分立特征,證明了量子態(tài)的存在,而夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)用一定能量的電子去轟擊原子,把原子從低能級激發(fā)到高能級,從而證明了能級的存在。結(jié)束目錄nextback第66頁/共

42、99頁第六十七頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 在玻爾理論發(fā)表的第二年,即1914年,夫蘭克和赫茲進(jìn)行了電子轟擊汞原子的實(shí)驗(yàn),證明了原子內(nèi)部能量的確是量子化的。可是(ksh)由于這套實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷,電子的動能難以超過4.9ev,這樣就無法使汞原子激發(fā)到更高的能態(tài),而只得到汞原子的一個量子態(tài) 4.9ev。 1920年,夫蘭克改進(jìn)了原來的實(shí)驗(yàn)裝置,把電子的加速與碰撞分在兩個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,獲得了高能量的電子,從而得到了汞原子內(nèi)一系列的量子態(tài)。結(jié)束目錄nextback第67頁/共99頁第六十八頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第

43、二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,原子被激發(fā)到不同狀態(tài)時,吸收一定數(shù)值的能量,這些數(shù)值是不連續(xù)的。即原子體系的內(nèi)部能量是量子化的,原子能級確實(shí)(qush)存在。 夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)玻璃容器充以需測量的氣體,本實(shí)驗(yàn)用的是汞。電子由陰級 K 發(fā)出,K 與柵極 G 之間有加速電場,G 與接收極 A 之間有減速電場。當(dāng)電子在 KG 空間經(jīng)過加速、碰撞后,進(jìn)入 KG 空間時,能量足以沖過減速電場,就成為電流計(jì)的電流。結(jié)束目錄nextback第68頁/共99頁第六十九頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型結(jié)束(jish

44、)目錄nextback第69頁/共99頁第七十頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)(shyn)的改進(jìn)由于原來實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷,難以產(chǎn)生高能量的電子,夫蘭克對裝置進(jìn)行了改進(jìn)。把加速和碰撞分在兩個區(qū)域進(jìn)行,如下圖所示:1.在陰極前加一極板,以達(dá)到旁熱式加熱,使電子均勻發(fā)射,電子的能量可以測的更準(zhǔn);結(jié)束目錄nextback第70頁/共99頁第七十一頁,共99頁。第四節(jié):夫蘭克 - 赫茲(hz)實(shí)驗(yàn)第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型2.陰極(ynj)K附近加一個柵極 G1 區(qū)域只加速,不碰撞;3.使柵極 G1、G2 電勢相同,

45、即 G1G2 區(qū)域?yàn)榈葎輩^(qū),在這個區(qū)域內(nèi)電子只發(fā)生碰撞。結(jié)束目錄nextback第71頁/共99頁第七十二頁,共99頁。 這是由于(yuy)1968年麥克爾遜和莫雷發(fā)現(xiàn)氫的H線是雙線,相距 ,后來又在高分辨率的譜儀中呈現(xiàn)出三條緊靠的譜線。 玻爾理論發(fā)表以后(yhu)不久,索末菲便于1916年提出了橢圓軌道的理論。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子的量子態(tài):玻爾模型 根據(jù)玻爾理論,電子繞核作圓周運(yùn)動,軌道量子數(shù)n取定后,就有確定的 和 ,即電子繞核的運(yùn)動是一維運(yùn)動,量子數(shù)n描述了這個規(guī)律。nrnE236. 0cm結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第72頁/共99頁第七十

46、三頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 為了解釋實(shí)驗(yàn)中觀察到的氫光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu),索末菲把玻爾理論中的圓軌道推廣(tugung)為橢圓軌道,并引入了相對論修正,定量計(jì)算出的氫的H線與實(shí)驗(yàn)完全符合。 似乎問題已經(jīng)得到解決,不過,我們將會看到,這一結(jié)果純屬巧合,實(shí)際上一條H線在高分辨率的譜儀中將出現(xiàn)七條精細(xì)結(jié)構(gòu)。對此,玻爾-索末菲模型無法解釋。結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第73頁/共99頁第七十四頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 根據(jù)玻爾理論,用一個量子數(shù) n 就可以描述

47、(mio sh)電子繞核的運(yùn)動.1916年,索末菲對玻爾的圓軌道模型作出了修正,提出了橢圓軌道模型,把電子繞核的運(yùn)動由一維運(yùn)動推廣為二維運(yùn)動,并用兩個量子數(shù) n,L 來描述這個系統(tǒng)。n 稱為主量子數(shù),且 n=1,2,3; L稱角量子數(shù),它決定運(yùn)動系統(tǒng)軌道角動量的大小,且 n 取定后, L=0,1,2,n-1。結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第74頁/共99頁第七十五頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 按索末菲模型,n 取定后 ,n 與 L 的不同搭配,對應(yīng)于不同的橢圓軌道(gudo),即橢圓的半長軸 a 取定后,共用 n

48、個不同的半短軸 b。 但理論計(jì)算表明,n 個不同形狀的橢圓軌道對應(yīng)同一個能量。即能量 E 與主量子數(shù) n 有關(guān),而與角量子數(shù) L 無關(guān)。結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第75頁/共99頁第七十六頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 根據(jù)相對論原理,當(dāng)物體運(yùn)動速度 V 接近(jijn)光速 c 時,其質(zhì)量將與速度有關(guān)。 vc021mm20()kEmm c令 則 電子繞核運(yùn)動動能結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第76頁/共99頁第七十七頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子

49、態(tài):玻爾模型pkEEE204kZeEr21nnrrZ總能量(nngling) 又有222014nkZ eEEn 2222014kZeEmcnmc 代入上式可得結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第77頁/共99頁第七十八頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型22nkZEEmcnnZvcn所以(suy)注意到結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第78頁/共99頁第七十九頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型cvZnn2220()nEmm cmc2220(1)m cmc

50、所以(suy)即有結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第79頁/共99頁第八十頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型021mm22011 ,nEm c1將代入得由可得122421111.28 結(jié)束(jish)目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第80頁/共99頁第八十一頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型2240111. 128nEm c22401124m c 所以(suy)即222021124nm cZEnn 結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第81頁

51、/共99頁第八十二頁,共99頁。 是相對論修正(xizhng)后 的結(jié)果。 第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型上式為考慮相對論效應(yīng)后給出的能級表達(dá)式2202m cZn是玻爾理論結(jié)果, 其中第一項(xiàng)第二項(xiàng)2208m cZn結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第82頁/共99頁第八十三頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 如果只考慮玻爾的圓軌道,所得結(jié)果只在原能級的上下(shngxi)發(fā)生移動,并未發(fā)生能級分裂;而當(dāng)考慮了索末菲的橢圓軌道時,能級將發(fā)生分裂,從而導(dǎo)致光譜分裂。 結(jié)束目錄nextb

52、ack玻爾索末非模型堿金屬的光譜第83頁/共99頁第八十四頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 光譜是原子內(nèi)部電子的運(yùn)動形成(xngchng)的,反映了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 原子的光譜決定與其最外層價電子,堿金屬元素的光譜可以用與氫原子的公式相同的公式來表述。結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第84頁/共99頁第八十五頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型22nRhcZEn *22nRhcZEn 前面(qin mian)我們已經(jīng)得到氫原子和類氫離子的能級里德伯給出的經(jīng)驗(yàn)公式是其中

53、Z* 是價電子感受到的“原子實(shí)“的有效電荷結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第85頁/共99頁第八十六頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 原子實(shí)對外顯示的電量將因價電子的軌道(gudo)不同而發(fā)生變化,那么 2*2*nRhcRhcEnnZ (1)上式中,Z* 是價電子感受到的原子實(shí)的有效電荷,對于氫原子Z*=1,對于堿金屬原子,由于原子實(shí)極化和軌道貫穿效應(yīng)的存在,使得Z*1.結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第86頁/共99頁第八十七頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子

54、態(tài):玻爾模型 當(dāng)電子運(yùn)動的軌道偏心率很大時,在軌道的不同部分,接近原子實(shí)的那部分軌道可能會穿入原子實(shí),因而(yn r)價電子在軌道的不同位置感受到的有效電荷數(shù) Z* 可能不同。 結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的光譜第87頁/共99頁第八十八頁,共99頁。第五節(jié):玻爾理論(lln)的推廣第二章:原子(yunz)的量子態(tài):玻爾模型 當(dāng)價電子處在離原子實(shí)較遠(yuǎn)的軌道上時,價電子感受到的原子實(shí)的有效(yuxio)電荷數(shù)為Z*=1,這時只有原子實(shí)的極化效應(yīng)對能級產(chǎn)生影響,與氫能級很接近; 而當(dāng)價電子處在穿過原子實(shí)的那部分軌道上時,原子實(shí)對它的有效電荷Z*1,在貫穿軌道上運(yùn)動的電子有一部分時間處在Z*=1,另一部分時間處在Z*1的電場中,所以平均的有效的有效電荷數(shù)Z*1.結(jié)束目錄nextback玻爾索末非模型堿金屬的

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