量子2玻爾氫原子理論課件

1、量子2玻爾氫原子理論量子2玻爾氫原子理論1、舊量子力學(xué)時(shí)代1913年物理學(xué)家玻爾（NBohr）根據(jù)盧瑟福（Rutherford）原子模型及氫原子光譜提出了氫原子理論，初步奠定了原子物理基礎(chǔ)。玻爾于1922年12月10日諾貝爾誕生100周年之際，獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。量子力學(xué)的發(fā)展階段1、舊量子力學(xué)時(shí)代1913年物理學(xué)家玻爾（NBohr）根據(jù)2、新量子力學(xué)時(shí)代 1924年德布羅意（De Broglie）提出了波粒二象性，爾后由德國(guó)的薛定諤（S c h rd I n g e r）與海森伯（Heisenbeng）等建立了量子力學(xué)。o2、新量子力學(xué)時(shí)代 1924年德布羅意（De Br 十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初

2、，一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相繼發(fā)現(xiàn)，如電子、 X 射線和放射性元素的發(fā)現(xiàn)表明原子是可以分割的，它具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，原子是怎樣組成的？原子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如何？對(duì)這些問題的研究形成了原子的量子理論。一、原子結(jié)構(gòu)的探索 1897年，J.J.湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子以后，人們就知道原子中除有電子以外，一定還存在著帶正電的部分。而且原子內(nèi)正、負(fù)電荷相等。電子和正電荷是如何分布的呢？ 十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相繼發(fā)現(xiàn)，如1. J.J湯姆遜原子模型 1903年 J.J.湯姆遜提出，原子中的正電荷和原子質(zhì)量均勻地分布在半徑為10-10m的球體內(nèi)，電子浸于此球體中，即“葡萄干蛋糕模型”。盧瑟福是J.J.湯姆遜的學(xué)生，提出了原

3、子的有核模型。1. J.J湯姆遜原子模型 1903年 J.J. 粒子散射實(shí)驗(yàn) 2、盧瑟福的原子有核模型 盧瑟福用 粒子轟擊原子，探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出原子的有核模型。 粒子為氦核以c/15轟擊金箔，在原子中帶電物質(zhì)的電場(chǎng)力作用下，使它偏離原來(lái)的入射方向，從而發(fā)生散射現(xiàn)象。氦核質(zhì)量是電子質(zhì)量的 7500倍， 粒子運(yùn)動(dòng)不受電子影響。 粒子散射實(shí)驗(yàn) 2、盧瑟福的原子有核模型 盧 粒子鐳放射源 熒光屏顯微鏡金箔絕大部分粒子經(jīng)金箔散射后，散射角很小23，1/8000的粒子偏轉(zhuǎn)大于90 粒子鐳放射源 熒光屏顯微鏡金箔絕大部分粒子經(jīng)金箔散射后盧瑟福原子有核模型.原子的中心是原子核，幾乎占有原子的全部質(zhì)量，

4、集中了原子中全部的正電荷。.電子繞原子核旋轉(zhuǎn)。.原子核的體積比原子的體積小得多。原子半徑10-10m原子核半徑10-14 10-15m盧瑟福原子有核模型.原子的中心是原子核，幾乎占有原子的全部 粒子散射實(shí)驗(yàn)確定了原子有核結(jié)構(gòu)，但它對(duì)核外電子并沒提供什么信息，原子光譜提供了這方面的信息。 每種原子光譜有固定分布，可根據(jù)光譜分析物質(zhì)的元素組成。二、氫原子光譜的規(guī)律性 粒子散射實(shí)驗(yàn)確定了原子有核結(jié)構(gòu)，但它對(duì)核外氫 原 子 光 譜1. 巴爾末光譜線系 1885年，瑞士數(shù)學(xué)家巴爾末首先發(fā)現(xiàn)氫原子的線光譜在可見光部分的譜線。巴爾末公式常數(shù) 當(dāng) n=3，4，5，6，為四條可見光譜線當(dāng)n=7，8，9，10，為

5、四條紫外部分譜線氫 原 子 光 譜1. 巴爾末光譜線系 188量子2玻爾氫原子理論1896年里德伯（瑞士）引入波數(shù)波數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度中所包含的波形數(shù)目里德伯常數(shù)1896年里德伯（瑞士）引入波數(shù)波數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度中所包含的波形2. 萊曼線系 光譜在紫外區(qū)域的譜線-萊曼線系。3. 其它線系 在紅外區(qū)還有三個(gè)線系帕邢系2. 萊曼線系 光譜在紫外區(qū)域的譜線-萊曼線系。3. 布拉開系普豐特系萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開系普豐特系布拉開系普豐特系萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開系普豐特系4. 廣義巴爾末公式 萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開系普豐特系注：4. 廣義巴爾末公式 萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開系普豐特系注三、氫原子的玻

6、爾理論三、氫原子的玻爾理論1）定態(tài)假設(shè)： 原子系統(tǒng)只能存在于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中（E1、E2、E3），在這些狀態(tài)中，電子繞核作加速運(yùn)動(dòng)而不輻射能量，這種狀態(tài)稱為原子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)） 2）量子化條件：電子以速度 v 在半徑為 r 的圓周上繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有電子的角動(dòng)量 L 等于h/2 的整數(shù)倍的那些軌道才是穩(wěn)定的 1913年英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生NBohr提出了一個(gè)假設(shè)，成功地解釋了H原子光譜。1）定態(tài)假設(shè)： 原子系統(tǒng)只能存在于一系列不連續(xù)的能量n叫做主量子數(shù) 當(dāng)原子從定態(tài) Ei 躍遷到定態(tài) Ef 要發(fā)射或吸收頻率為 的光子當(dāng) EiEf 原子發(fā)射光子當(dāng) Ei1 的為激發(fā)態(tài)。注意幾點(diǎn).基態(tài)能量.激發(fā)態(tài)n 1 的為激發(fā)態(tài)。賴曼系巴爾末系帕邢系布拉開系.氫原子的電離能電離能：把電子從氫原子第一玻爾軌道移到無(wú)窮遠(yuǎn)所需能量。賴曼系巴爾末系帕邢系布拉開系.氫原子的電離能電離能：把電子成功：解釋 了H光譜，爾后有人推廣到類H原子 （ ）也獲得成功（只要將 電量換成Ze（Z為原序數(shù)）。他的定態(tài)躍 遷的思想至今仍是正確的。并且它是導(dǎo)致 新理論的跳板。1922年獲諾貝爾獎(jiǎng)。局限：只能解釋H