波爾的氫原子理論課件

§2.3玻爾氫原子理論盧瑟福將行星模型用于原子世界，電子繞核作圓周運(yùn)動(設(shè)原子核不動)可見:電子的動能是勢能絕對值的一半，因而原子總能量是勢能的一半:一、原子行星模型的困難1、電子在原子核的庫侖場中的運(yùn)動§2.3玻爾氫原子理論盧瑟福將行星模型用于原子世界，電子繞1(1)、原子總能量(1).原子穩(wěn)定性問題:盧瑟福將行星模型用于原子世界，電子繞核運(yùn)動，電子帶-e電荷，軌道加速運(yùn)動會向外輻射電磁能，從而:這樣電子將會在10-9s時間內(nèi)落入核內(nèi)，正負(fù)電荷中和，原子宣告崩潰(塌縮)。但現(xiàn)實世界原子是穩(wěn)定的。

2、經(jīng)典理論的困難(2)、電子軌道運(yùn)動的頻率:(2).原子線狀光譜問題:按經(jīng)典電動力學(xué),原子發(fā)光的頻率=電子軌道運(yùn)動的頻率,r連續(xù)減小,f連續(xù)增大,原子發(fā)出連續(xù)光譜。但事實是：原子光譜是分立線狀光譜(1)、原子總能量(1).原子穩(wěn)定性問題:盧瑟福2玻爾深信量子化這一新概念，特別是當(dāng)它看到巴耳末氫光譜公式后，原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)全然呈現(xiàn)在他的想象中。玻爾的氫原子理論，可分三部分

二、玻爾假設(shè)原子內(nèi)部存在一系列離散的具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)——定態(tài)。電子在這些定態(tài)上運(yùn)動，其量子化的能量守恒，電子不會輻射能量，這稱為玻爾的定態(tài)假設(shè)量子化能級的出現(xiàn)是原子穩(wěn)定性的基石，因為能級之間是禁區(qū)。1、定態(tài)假設(shè)玻爾深信量子化這一新概念，特別是當(dāng)它看到巴耳末氫光譜公式后，32.頻率條件原子內(nèi)部狀態(tài)的任何變化，只能是從一個定態(tài)到另一個定態(tài)的躍遷。例如兩個定態(tài)，Em<En，能級上下躍遷時，將導(dǎo)致電磁波的吸收和發(fā)射，電磁波頻率為不難看出該式與氫光譜公式相對應(yīng)。?r+ZeFev電子軌道m(xù)e-3.角動量量子化能實現(xiàn)的電子軌道符合：2.頻率條件原子內(nèi)部狀態(tài)的任何變化，只能是從一個定41.氫原子的大小三.玻爾氫原子模型玻爾將三個假設(shè)和行星模型結(jié)合在一起,推導(dǎo)出了氫原子的大小和能級。1.氫原子的大小三.玻爾氫原子模型玻爾將三個假設(shè)和行星模型結(jié)52.氫原子系統(tǒng)的定態(tài)能量為2.氫原子系統(tǒng)的定態(tài)能量為6波爾的氫原子理論課件7能級

En

→Em躍遷，發(fā)射電磁波的頻率為與氫光譜公式(實驗公式P-26公式（5））對比給出里德堡常數(shù)而實驗測值為RH=1.0967758×107m－1,差值不到萬分之五，這個差值是因沒考慮原子核運(yùn)動引起的。

四、氫原子的能級和光譜能級En→Em躍遷，發(fā)射電磁波的頻率為與氫光譜公式(8波爾的氫原子理論課件9波爾的氫原子理論課件10五、非量子化軌道躍遷——連續(xù)譜的形成實驗證明：在巴爾末系的系限之外接著一個連續(xù)譜—是由一些具有正的能量的原子產(chǎn)生。有些電子離原子核很遠(yuǎn)時具有動能，此時勢能為0，總能量電子向原子核接近時，軌道是雙曲線的一只，不閉合（P—35）軌道是非量子化的。1.電子在非量子化軌道的能量為能量是非量子化的,可以是任何正值五、非量子化軌道躍遷——連續(xù)譜的形成實驗證明：在巴爾末系的系112.電子從非量子化軌道躍遷到一個量子化的軌道，原子發(fā)射光子的能量為第一項可以是從0起的任何正值，第二項是相當(dāng)于一個譜線系限的能量。光的頻率可以連續(xù)變化。2.電子從非量子化軌道躍遷到一個量子化的軌道，原子發(fā)射光子的12例1：實驗發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為12.75eV的光子。（１）試問氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個能態(tài)？（２）在能級圖上標(biāo)出受激發(fā)的氫原子向較低能級躍遷時可能發(fā)出哪幾條譜線？（３）算出這幾條光譜線中波長最短的一條的波長。解（１）基態(tài)氫原子吸收能量為１２.７５eV的光子后，將被激發(fā)到較高的能態(tài)En上去，量子數(shù)n則由下式確定即能夠達(dá)到的能態(tài)為第三激發(fā)態(tài)例1：實驗發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為12.75eV的光子。（13(2)當(dāng)氫原子從n=4的第三激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時,可能出現(xiàn)六種不同波長的譜線.(3)所發(fā)射光子的能量等于相應(yīng)兩能級之間的能量差譜線的波長為由此可知譜線中波長最短的一條波長就等于被吸收的光子的波長。(2)當(dāng)氫原子從n=4的第三激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時,可能出現(xiàn)六14例題２根據(jù)玻爾理論計算（１）氫原子的第一玻爾半徑；（２）玻爾第一速率；（３）氫原子的基態(tài)能量及電離能；（４）氫原子的里德伯常數(shù)解：（１）根據(jù)P-31公式(11)和(12)可以方便地計算出氫原子的第一玻爾半徑（n＝１時的電子軌道運(yùn)動半徑），即（２）由P-30公式（9）可導(dǎo)出電子在量子數(shù)為n的穩(wěn)定圓軌道上的運(yùn)動速率為例題２根據(jù)玻爾理論計算（１）氫原子的第一玻爾半徑；（２）玻15將n=1代入便得第一玻爾速率將n=1代入便得第一玻爾速率16(3)按照玻爾模型，氫原子各能級的能量由P-31式（14）給出當(dāng)n＝１時，有(3)按照玻爾模型，氫原子各能級的能量由P-31式（14）給17這就是氫原子的基態(tài)能