玻爾的氫原子模型

1、1,17.2.1 氫原子光譜 里德伯方程,一. 原子的核式結(jié)構(gòu),二. 氫原子光譜實驗規(guī)律,1 巴爾末線系（可見光）,2,（1）極限波長,（2）頻率,-里德伯常量,（3）波數(shù)：,波數(shù)：單位長度上所含完整波的數(shù)目,3,（2）賴曼線系（紫外區(qū)）：,（1）巴爾末線系（可見光）：,（3）帕邢線系（紅外區(qū)）：,總結(jié)：,（1）,一個確定的nf對應(yīng)一個線系,一個確定的ni對應(yīng)一個線系的一條譜線,對應(yīng)線系限，波長最短，頻率最高（電離）,2. 氫原子光譜實驗規(guī)律,4,（2）線狀譜（非連續(xù)譜）,（3）其他原子一樣,堿金屬原子光譜：,說明了原子內(nèi)部存在固有的規(guī)律性,5,17.2.3 玻爾的氫原子理論,一 經(jīng)典有核模型

2、的困難,根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核作勻速圓周運(yùn)動，作加速運(yùn)動的電子將不斷向外輻射電磁波。所以用經(jīng)典理論可以解釋氫原子為什么能輻射電磁波。,但是能否解釋氫原子光譜的實驗規(guī)律呢？比如氫原子光譜的譜線波長所滿足的規(guī)律？,6,1 原子能量及頻率,行星模型,7,2 經(jīng)典理論困難,（1）穩(wěn)定與不穩(wěn)定的矛盾,由于輻射，原子總能量減小 ， 電子將逐漸的接近原子核而后相遇，原子不穩(wěn)定.,實際：,理論：,穩(wěn)定,8,（2）連續(xù)與不連續(xù)的矛盾,實際：,理論：,線狀譜,原子不斷向外輻射能量，能量逐漸減小，電子旋轉(zhuǎn)的頻率也逐漸改變，發(fā)射光譜應(yīng)是連續(xù)譜；,按經(jīng)典理論該頻率就是氫原子輻射的光的頻率,9,玻 爾 (Bohr .

3、 Niels 18851962),10,1913年玻爾在盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，將量子化概念應(yīng)用于原子系統(tǒng)，提出三條假設(shè)：,二 玻爾的氫原子理論,(2)頻率條件,(1)定態(tài)假設(shè),(3)量子化條件,11,電子在原子中可以在一些特定的、分離的圓軌道上運(yùn)動而不輻射電磁波，這時，原子處于穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱定態(tài).,(1)定態(tài)假設(shè),與定態(tài)相應(yīng)的能量分別為 E1，E2 ， E1 E2 E3,1 玻爾的氫原子理論,12,(2) 頻率條件,(3)量子化條件,主量子數(shù),電子作圓周運(yùn)動的角動量滿足子化如下條件：,13,2 氫原子軌道半徑和能量的計算,(1)軌道半徑,量子化條件：,14, 玻爾半徑,(2) 能量,第

4、 軌道電子總能量：,即軌道半徑是量子化的,15,(基態(tài)電離能),基態(tài)能量,激發(fā)態(tài)能量,即能量是量子化的,16,3 玻爾理論對氫原子光譜的解釋,(里德伯常量),與實驗規(guī)律一致,17,氫原子能級躍遷與光譜圖,18,(1)正確地指出原子能級的存在(原子能量量子化).,三 氫原子玻爾理論的意義和困難,1 意義,(3)正確地解釋了氫原子及類氫離子光譜規(guī)律.,(2)正確地指出定態(tài)和角動量量子化的概念.,19,(3)對譜線的強(qiáng)度、寬度、偏振等一系列問題無法處理.,(4)原因:半經(jīng)典半量子理論,既把微觀粒子看成是遵守經(jīng)典力學(xué)的質(zhì)點，同時，又賦予它們量子化的特征.,2 缺陷,(1)無法解釋比氫原子更復(fù)雜的原子.,(2)微觀粒子的運(yùn)動視為有確定的軌道.,END,20,例1. 氫原子光譜巴爾末線系中，有一條譜線波長為4340A0，求： （1）與這條譜線相對應(yīng)的光子能量為多少電子伏特? （2）EnEk，n=?,k=? (3)最高能級為E5的大量氫原子，最多可發(fā)射幾個線系，共幾條譜線,解：,21,（2）EnEk