第二十原子的量子理論

第二十原子的量子理論演示文稿當前1頁，總共62頁。（優(yōu)選）第二十原子的量子理論當前2頁，總共62頁。第二十章原子的量子理論§20.1氫原子光譜的實驗規(guī)律一、原子結構模型均勻分布正電荷當前3頁，總共62頁。當前4頁，總共62頁。+當前5頁，總共62頁。盧瑟福（Rutherford）

J.J湯姆孫的學生，他既有才能又刻苦工作，精力充沛又非常自信。1908年盧瑟福研究衰變獲諾貝爾化學獎，盡管他高興得到諾貝爾獎，但他不喜歡該獎是化學獎，而不是物理學獎。

我觀察到許多由一種物質變?yōu)榱硪环N物質的嬗變現象，但從來沒有看到過象我這樣變化得這么快，一夜之間由一個物理學家轉變?yōu)榛瘜W家。

盧瑟福諾貝爾領獎演說盧瑟福的學生有14人獲諾貝爾獎，其中之一玻爾的學生有7人獲諾貝爾獎。當前6頁，總共62頁。二、原子光譜規(guī)律性當前7頁，總共62頁。氫原子光譜656.28486.13434.05410.17364.56nm當前8頁，總共62頁。巴爾末又指出,如將上式中的“22”換成其它整數k的平方,還可得到其它譜線系.巴爾末公式當前9頁，總共62頁。1）穩(wěn)定問題-經典理論得出原子是”短命“的經典理論：電子繞核運動是加速運動必向外輻射能量，電子軌道半徑越來越小，直到掉到原子核與正電荷中和，這個過程時間<10-12秒，因此不可能有穩(wěn)定的原子存在。2）經典理論得出原子光譜是連續(xù)光譜經典理論：原子發(fā)光頻率等于電子饒核運動頻率，因此電磁波頻率r-3/2，由于半徑的連續(xù)變化，必導致產生連續(xù)光譜。三、經典理論的困難當前10頁，總共62頁?！?0.2玻爾的氫原子理論1913年英國劍橋大學的學生N·Bohr提出了新的假設，成功地解釋了H原子光譜。當前11頁，總共62頁。當前12頁，總共62頁。當前13頁，總共62頁。說明當前14頁，總共62頁。n=4n=3n=2n=1r=r1r=4r1r=9r1r=16r1賴曼系巴耳末系帕邢系里德伯常數的理論值：當前15頁，總共62頁。126534賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系En=E1/n2E5=E1/25E4=E1/16E3=E1/9=-1.51eVE2=E1/4=-3.39eVE1=-13.6eVT=R/n2109677cm-12741cm-112186cm-16855cm-14387cm-1氫原子能級圖當前16頁，總共62頁。-0.85ev-13.6ev當前17頁，總共62頁。五、玻爾理論的成功與局限成功：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）。他的定態(tài)躍遷的思想至今仍是正確的。并且它是導致新理論的跳板。1922年獲諾貝爾獎。局限：1、理論不嚴密，自相矛盾（把經典理論與非經典理論混雜起來）2、只能解釋H及類H原子譜線的頻率，不能解釋各譜線的相對強度及禁戒躍遷，也解釋不了原子的精細結構。3、僅對單電子原子成功，對兩個電子或多電子的中性原子的處理糟糕透了。當前18頁，總共62頁。原因：它是半經典半量子理論的產物。是在經典理論框架里安了量子化的條件。因此，玻耳理論稱為舊量子論,它是經典理論與量子理論之間的一座橋梁

1924年德布羅意（DeBroglie）提出了波粒二象性，爾后由德國的薛定諤（Schr¨dinger）與海森伯（Heisenbeng）等建立了量子力學。o當前19頁，總共62頁。玻爾(N·Bohr)其人：他是盧瑟福的學生，在其影響下具有嚴謹的科學態(tài)度，勤奮好學，平易近人，后來很多的科學家都有紛紛來到他身邊工作。當有人問他，為什么能吸引那么多科學家來到他身邊工作時，他回答說：“因為我不怕在青年面前暴露自已的愚蠢”。這種坦率和實事求是的態(tài)度是使當時他領導的哥本哈根理論研究所永遠充滿活力，興旺發(fā)達的原因。愛因斯坦評價說：“作為一個科學的思想家玻爾具有那么驚人的吸引力；在于他具有大膽和謙遜兩種品德難得的結合”當前20頁，總共62頁。§20.3量子力學基本概念薛定諤方程問題當前21頁，總共62頁。猜想當前22頁，總共62頁。電子的單縫衍射：1）大量電子的一次性行為：U極大值極小值中間值較多電子到達較少電子到達介于二者之間波強度大，大小波強度小，波強介于二者之間粒子的觀點波動的觀點當前23頁，總共62頁。2）一個粒子多次重復性行為較長時間以后U極大值極小值中間值較多電子到達較少電子到達介于二者之間單個粒子出現的概率大粒子出現的概率介于二者之間粒子的觀點波動的觀點統(tǒng)一地看：粒子出現在某處的概率正比于單個粒子出現的概率小當前24頁，總共62頁。當前25頁，總共62頁。當前26頁，總共62頁。當前27頁，總共62頁。自由粒子的定態(tài)波函數上式為自由粒子的定態(tài)波函數滿足的方程上式對x求兩次導數當前28頁，總共62頁。自由粒子的定態(tài)波函數滿足的方程當前29頁，總共62頁。當前30頁，總共62頁?！?0.4一維無限深勢阱中的粒子設粒子的質量為m,其勢能函數為:當前31頁，總共62頁。當前32頁，總共62頁。根據邊界條件，有：當前33頁，總共62頁。本征能量（本征值）為：n=1,2,3,…..當前34頁，總共62頁。所以，本征能量（本征值）為：n=1,2,3,…..概率密度為：當前35頁，總共62頁。討論狀態(tài)本征能量本征函數概率密度當前36頁，總共62頁。當前37頁，總共62頁。當前38頁，總共62頁。當前39頁，總共62頁。當前40頁，總共62頁?！?0.5氫原子的量子力學處理當前41頁，總共62頁。當前42頁，總共62頁。當前43頁，總共62頁。當前44頁，總共62頁。當前45頁，總共62頁。當前46頁，總共62頁。當前47頁，總共62頁。當前48頁，總共62頁。當前49頁，總共62頁。當前50頁，總共62頁。當前51頁，總共62頁。當前52頁，總共62頁。電子具有自旋運動及具有自旋磁矩是電子的基本屬性當前53頁，總共62頁?！?4.6原子的電子殼層結構當前54頁，總共62頁。當前55頁，總共62頁。當前56頁，總共62頁。當前57頁，總共62頁。當前58頁，總共62頁。當前59頁，總共62頁。在氣體放電管中，用能量為12.1ev電子去轟擊處于基態(tài)的氫原子,此時氫原子所能發(fā)射的光子的能量只能是:(A)12.1ev(B)10.2ev(C)12.1ev,10.2ev,1.9ev(D)12.1ev,10.2ev,3.4ev答案：（C）當前60頁，總共62頁。已知粒子在一維無限深勢阱中運動，其波函數為那么，粒子在處