波尔氢原子理论-课件.ppt
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- 波尔 氢原子 理论 课件
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1、大大 学学物物理理教案一、经典理论对原子结构存在的困难一、经典理论对原子结构存在的困难1.氢原子光谱氢原子光谱)3,4,5,6(n 422 nnB B)121(122nR ),6,5,4,3(n里德伯常数的里德伯常数的实验值:实验值:171009677614 mBR2.巴尔末系的里德伯公式(巴尔末系的里德伯公式(1885)1经验公式经验公式,4,3,2)111(122 nnR ,6,5,4)131(122 nnR ,7,6,5)141(122 nnR ,8,7,6)151(122 nnR 赖曼系:赖曼系:帕邢系:帕邢系:布喇开系:布喇开系:普芳德系:普芳德系:3.广义的巴尔末公式:(氢原子光谱
2、的其它线系)广义的巴尔末公式:(氢原子光谱的其它线系))11(22nkR 2,k ,1,3,2,1 knk紫外区紫外区红外区红外区原子具有线光谱;原子具有线光谱;实验表明:实验表明:各谱线间具有一定的关系;各谱线间具有一定的关系;每一谱线的波数都可表达每一谱线的波数都可表达 为两个光谱项之差。为两个光谱项之差。22kR2nR其中:其中:和和称为称为光谱项光谱项经典理论的解释:经典理论的解释:1)根据原子的有核模型,原子能量为:)根据原子的有核模型,原子能量为:UEEek )4(2122reVmoe rVmfo2 向心向心224reo reo82 向心力作用向心力作用 电子加速运动电子加速运动
3、辐射电磁波辐射电磁波 E,r 原子半径为原子半径为 m1510 实际半径为实际半径为 m1010 相矛盾相矛盾2)原子发光的频率应等于电子运动的频率)原子发光的频率应等于电子运动的频率电子运动轨道不断减小,速度大小不变电子运动轨道不断减小,速度大小不变 运动周期减小运动周期减小 频率增大频率增大 辐射光谱应是连续光谱辐射光谱应是连续光谱与实验相矛盾与实验相矛盾3二、玻尔的原子量子论二、玻尔的原子量子论1.卢瑟福原子模型(原子的有核模型)卢瑟福原子模型(原子的有核模型)质疑:质疑:原子的稳定性问题?原子的稳定性问题?原子分立的线状光谱?原子分立的线状光谱?玻尔:玻尔:1911年秋、哥本哈根年秋、
4、哥本哈根 剑桥剑桥 )11(22nkRc 广义的巴尔末公式:广义的巴尔末公式:22nhRckhRch 光子的能量光子的能量=能量之差。能量之差。取不连续的值取不连续的值1913哲学杂志哲学杂志原子构造与分子构造原子构造与分子构造汤姆逊、汤姆逊、卢瑟福卢瑟福普朗克、普朗克、爱因斯坦、爱因斯坦、汉森汉森)11(22nkR c mvr41922 Nobel Price1)定态假设定态假设:原子处于一系列不连续:原子处于一系列不连续稳定态稳定态。3)轨道量子化条件:轨道量子化条件:2)跃迁假设跃迁假设:3.玻尔的氢原子理论:玻尔的氢原子理论:2224rermVo nmVrL ,3,2,14222 nm
5、enron 2.玻尔原子系统的基本假设玻尔原子系统的基本假设 ,321nEEEEhEEknkn )(321 EEEnEkE)1,2,(n 2 hnnLUEEek reo82 量子数量子数mVr0 E 束缚态束缚态0,Er 原子电离原子电离轨道是量子化的轨道是量子化的 1)氢原子的轨道半径:氢原子的轨道半径:51530.r 1n 其它可能的轨道:其它可能的轨道:)9r ,4r ,(r 11112rnrn-第一玻尔轨道半径第一玻尔轨道半径,3,2,14222 nmenron 2)氢原子的能级)氢原子的能级 电子在半径为电子在半径为 rn 的轨道上运动时,原子系统的总能量是:的轨道上运动时,原子系统
6、的总能量是:UEEek reo82 将将 rn 代入上式代入上式:222048nhmeEn )3,2,1(n 1 neV613E 1 (第一玻尔轨道第一玻尔轨道)1 n)(613 2eVnEn nore82 激发态激发态能量量子化能量量子化)9,4,(111EEE基态能量基态能量6 94111rrrrn、1 n2345222onmen4r 222048nhmeEn 3)电子运动的速度)电子运动的速度neVn1402 ,2,1 nn、速度速度 Vn 1371CV :r11 的轨道上的轨道上在在一个能级将对应一条圆轨道一个能级将对应一条圆轨道2613 nEn 94111EEE、2224rermVo
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