陰極射線是德國物理學(xué)家普呂克爾在1858年利用低壓氣體放電

陰極射線是德國物理學(xué)家普呂克爾在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)的，它是從低壓氣體放電管陰極發(fā)出的電子在電場加速下形成的電子流。

1.一、電子的發(fā)現(xiàn)1

1897年湯姆孫根據(jù)放電管中的陰極射線在電磁場和磁場作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負(fù)電，并測出其比荷（荷質(zhì)比）。12年后，密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測出了電子的電荷?，F(xiàn)代公認(rèn)值：

2.電子的發(fā)現(xiàn)

電子電荷e

=1.60217733(49)×10-19C電子質(zhì)量me=9.1093897×10-31kg質(zhì)子與電子質(zhì)量之比mp﹕me=183621.湯姆孫的原子模型二、原子的核式結(jié)構(gòu)原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里面——“西瓜模型”或“棗糕模型”32.α粒子的散射實(shí)驗(yàn)(2)實(shí)驗(yàn)過程：α粒子從鉛盒射出，形成細(xì)射線穿過金箔后打在熒光屏上產(chǎn)生閃光，用可轉(zhuǎn)的顯微鏡從不同角度觀察。

1909年英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行了α粒子的散射實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)裝置:放射源——α粒子;金箔——靶子;顯微鏡熒光屏——可轉(zhuǎn)動觀察

4(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)

少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，甚至超過90o(4)實(shí)驗(yàn)分析：

①由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子質(zhì)量所以電子不可能使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

②使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的只能是原子中帶正電的部分③現(xiàn)象說明原子絕大部分是空的，除非原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的核上，否則，α粒子大角度散射是不可能的(5)實(shí)驗(yàn)意義：否定了湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)模型，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型51.原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。

2.對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象圓滿解釋

4.估計(jì)出原子核的大小約為10-15m。原子的半徑大約是10-10m。3.從α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以確定不同元素原子核的電荷，從而推算原子內(nèi)含有的電子數(shù)。三、原子核式結(jié)構(gòu)模型：6三、氫原子光譜早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜1.光譜

用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長（頻率）成分和強(qiáng)度分布的記錄，叫做光譜。用攝譜儀可以得到光譜的照片。發(fā)射光譜：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜可分為：連續(xù)譜和線狀譜。7(1)連續(xù)譜

①由波長連續(xù)分布的光組成的連在一起的光帶叫做連續(xù)譜。特點(diǎn)：光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一起的光帶。即連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜。②熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)譜。例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。8(2)線狀譜①只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫線狀譜。光譜中的亮線叫做譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。②稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是線狀譜。③各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，說明原子只能發(fā)出幾種特定頻率的光。不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，因此這些亮線稱為原子的特征譜線。9吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時(shí)，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。

各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。10光譜分析：

每種原子都有特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。這種方法叫做光譜分析。它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高。樣本中一種元素的含量達(dá)到10-10g時(shí)就可以被檢測到。明線光譜和吸收光譜中的譜線都是原子的特征光譜，都可以用于光譜分析。11氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。2.氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

1885年，巴耳末對當(dāng)時(shí)已知的，在可見光區(qū)的14條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個(gè)公式表示：

式中R叫做里德伯常量，R=1.10×107m-1

除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)氫光譜在紅外和紫個(gè)光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。12按經(jīng)典物理學(xué)電子繞核旋轉(zhuǎn)，作加速運(yùn)動，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。但事實(shí)上原子是個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。盧瑟福的原子核式模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)。但是，經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。3.經(jīng)典理論的困難軌道及轉(zhuǎn)動頻率不斷變化，輻射電磁波頻率也是連續(xù)的，原子光譜應(yīng)是連續(xù)的光譜。而實(shí)際上看到的是分立的線狀譜。131.玻爾原子理論的基本假設(shè)軌道量子化與定態(tài)頻率條件

丹麥物理學(xué)家玻爾在普朗克的“黑體輻射”和愛因斯坦的“光子”等量子化理論的啟發(fā)下，于1913年提出了半經(jīng)典半量子化的原子結(jié)構(gòu)假說，從而解釋了一些氫原子的發(fā)光現(xiàn)象。這個(gè)假說包括兩個(gè)方面四、玻爾的原子模型14軌道量子化與定態(tài)

電子受庫侖力作用繞原子核運(yùn)動遵從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律。但電子只可能在特定半徑的軌道上運(yùn)動，即電子的軌道是量子化的。用r1表示氫原子中電子的最小半徑，n表示量子數(shù)，則

rn=n2·r1 （n=1，2，3，…）且r1=0.053nm如可以是0.212nm、0.477nm、0.848nm等

電子在不同的軌道上運(yùn)動，對應(yīng)著不同的狀態(tài)，也就具有不同的能量，因此，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫做能級。原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，叫做定態(tài)。能量最低的叫基態(tài)，其他的叫激發(fā)態(tài)。用E1表示氫原子最低的能級，n表示量子數(shù)，則

En=E1/n2

（n=1，2，3，…）且E1=-13.6eV如可以是-3.4eV

、-1.51eV

、-0.85eV等15

按照玻爾的觀點(diǎn)，電子在一系列定態(tài)軌道上運(yùn)動時(shí)，不會向外輻射電磁波，此時(shí)原子的能量不變。對于如何解釋原子的線狀譜，波爾提出了假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記成Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記成En，m＞n

）時(shí)，會放出能量為hv

的光子（h是普朗克常量，v是光子的頻率），這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級的能量差決定，即

hv=Em?En

（h=6.626×10-34J·s）

這個(gè)公式稱為頻率條件（或輻射條件）。反之，從能量較低的定態(tài)軌道躍遷到能量較高的定態(tài)軌道則需吸收能量為hv

的光子。頻率條件162.玻爾理論對氫光譜的解釋－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-