諾貝爾獎(jiǎng)與光學(xué)光的量子性

1、諾貝爾獎(jiǎng)與光學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)與光學(xué)Nobel Prize and OpticsNobel Prize and Optics光的量子性光的量子性光量子理論光量子理論 光的粒子性光的粒子性 黑黑體輻射體輻射 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射 正負(fù)電正負(fù)電子的產(chǎn)生和湮子的產(chǎn)生和湮滅滅 光的波粒二象性光的波粒二象性 原原子的分裂譜子的分裂譜線線和原子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間獲獎(jiǎng)原因獲獎(jiǎng)原因 普朗克普朗克 1918in recognition of the in recognition of the services he rendered to the services he ren

2、dered to the advancement of Physics by advancement of Physics by his discovery of energy his discovery of energy quanta quanta 能量子能量子 愛(ài)因斯坦愛(ài)因斯坦 1921for his services to for his services to Theoretical Physics, and Theoretical Physics, and especially for his discovery especially for his discovery of th

3、e law of the photo-of the law of the photo-electric effect electric effect 光電效應(yīng)光電效應(yīng)部分與光學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者部分與光學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間獲獎(jiǎng)原因獲獎(jiǎng)原因玻爾玻爾1922年年for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them原子結(jié)構(gòu)理論原子結(jié)構(gòu)理論人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間人物及獲獎(jiǎng)時(shí)間獲獎(jiǎng)原因獲獎(jiǎng)原因密立根密立根1923年年for h

4、is work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect“測(cè)量電子電荷和光電效應(yīng)實(shí)測(cè)量電子電荷和光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)威廉威廉湯姆遜（開(kāi)爾文勛爵）湯姆遜（開(kāi)爾文勛爵） 在已經(jīng)建成的科學(xué)大廈上，后輩物理學(xué)家在已經(jīng)建成的科學(xué)大廈上，后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就可以了。只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就可以了。 在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，只有兩朵小小在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，只有兩朵小小的令人不安的烏云。的令人不安的烏云。在熱和光動(dòng)力理論上空的在熱和光動(dòng)力理論上空的19世紀(jì)烏云世紀(jì)烏云1900年于英國(guó)年于英國(guó)

5、Royal Institution兩朵烏云兩朵烏云 熱輻射實(shí)驗(yàn)：紫外災(zāi)難熱輻射實(shí)驗(yàn)：紫外災(zāi)難 量子論量子論 邁克耳孫莫雷實(shí)驗(yàn)邁克耳孫莫雷實(shí)驗(yàn) ：以太？：以太？ 相對(duì)論相對(duì)論Nineteenth Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light“There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”From an address to the British Asso

6、ciation for the Advancement of Science (1900) “The beauty and clearness of the dynamical theory, which asserts heat and light to be modes of motion, is at present obscured by two clouds. I. The first came into existence with the undulatory theory of light, and was dealt with by Fresnel and Dr. Thoma

7、s Young; it involved the question, how could the earth move through an elastic solid, such as essentially is the luminiferous ether? II. The second is the MaxwellBoltzmann doctrine regarding the partition of energy.”From a 1900, April 27, Royal Institution lecture. 節(jié)能熒光燈的發(fā)光譜節(jié)能熒光燈的發(fā)光譜黑體輻射 黑體輻射是一種特殊的熱

8、輻射黑體輻射是一種特殊的熱輻射 什么是熱輻射？什么是熱輻射？ 傳傳遞熱量的幾種方式？遞熱量的幾種方式？ 熱平衡熱平衡 熱輻熱輻射：射： T 0K 時(shí)的電磁輻射時(shí)的電磁輻射T1T2熱輻射熱輻射 本質(zhì)：熱能本質(zhì)：熱能 電磁輻射電磁輻射熱能：無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)熱能：無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)原原子、分子改變能量狀態(tài)輻射電磁波子、分子改變能量狀態(tài)輻射電磁波 特征：特征：E(v) 連續(xù)譜（近似）；形狀依賴于溫度連續(xù)譜（近似）；形狀依賴于溫度熱輻射熱輻射 特征：特征：E(v) T上升，上升， 熱輻射功熱輻射功率增加，率增加，vmax增大增大（600度，暗紅）度，暗紅） 吸收發(fā)射對(duì)等：吸收發(fā)射對(duì)等：

9、熱平衡下吸收發(fā)熱平衡下吸收發(fā)射射012 E600K E800K E1000KE()h ( eV )黑體和黑體輻射黑體和黑體輻射 不同物體輻射（吸收）的本領(lǐng)不同不同物體輻射（吸收）的本領(lǐng)不同 強(qiáng)：表面黑色，粗糙強(qiáng)：表面黑色，粗糙 弱：表面明亮，光滑弱：表面明亮，光滑 黑體：完全吸收輻射最大輻射能力黑黑體：完全吸收輻射最大輻射能力黑體輻射（理想模型）體輻射（理想模型） 與材料無(wú)關(guān)與材料無(wú)關(guān) 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)：空腔實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)：空腔黑體和黑體輻射黑體和黑體輻射 維恩維恩 （1911 Nobel Prize in Physics, On the Laws of Thermal Radiation） 用內(nèi)壁涂黑、打

10、孔的空用內(nèi)壁涂黑、打孔的空腔代替黑體：腔代替黑體：光從小孔進(jìn)入腔內(nèi)吸收或多次反光從小孔進(jìn)入腔內(nèi)吸收或多次反射從小孔逃逸幾率射從小孔逃逸幾率0（完全吸（完全吸收）收） 空腔輻射黑體輻射空腔輻射黑體輻射空空腔黑體腔黑體黑體輻射的規(guī)律黑體輻射的規(guī)律 19世紀(jì)末的研究熱點(diǎn)世紀(jì)末的研究熱點(diǎn) 處于開(kāi)創(chuàng)階段處于開(kāi)創(chuàng)階段 工業(yè)高溫測(cè)量、光度計(jì)工業(yè)高溫測(cè)量、光度計(jì) 黑體：不依賴于材料和形狀，可作為多數(shù)黑體：不依賴于材料和形狀，可作為多數(shù)發(fā)光體（固體、液體）的近似發(fā)光體（固體、液體）的近似黑體輻射的規(guī)律黑體輻射的規(guī)律 輻射本領(lǐng)輻射本領(lǐng) R（T）熱輻射能量熱輻射能量 / 單位表面積單位表面積 / 單位時(shí)間單位時(shí)間

11、光譜輻射本領(lǐng)光譜輻射本領(lǐng) R（T，v）dvvTRTR0),()(黑體輻射的規(guī)律黑體輻射的規(guī)律 斯忒潘玻爾茲曼斯忒潘玻爾茲曼定律定律R (T) = T4 = 5.6710-8 W/m2K4 維恩位移定律維恩位移定律max T = C C=2.89810-3 mK1000K 2.898 m6000K 0.5 m黑體輻射的規(guī)律黑體輻射的規(guī)律 瑞利金斯公式瑞利金斯公式v增大，增大， 無(wú)限增大無(wú)限增大 （紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難） 瑞瑞利：（利：（John William Strutt）尊）尊稱瑞利男爵三稱瑞利男爵三世（世（Third Baron Rayleigh），）， 1904年諾貝爾物年諾貝爾物理學(xué)理學(xué)獎(jiǎng)

12、（在獎(jiǎng)（在研究一些氣體的密度中發(fā)現(xiàn)了惰性研究一些氣體的密度中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體氣體氬氬）。dvkTcvdvvT328),(普朗克公式普朗克公式Max Karl Ernst Ludwig Planck (The Nobel Prize in Physics 1918, in recognition of the services he rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta)18),(32kThvehvcvvT普朗克公式普朗克公式 不應(yīng)該是不應(yīng)該是kT，應(yīng)，應(yīng)依依賴于賴于 v ， v 時(shí)應(yīng)時(shí)應(yīng)有

13、有 振子能量振子能量 En=nhv （h = 6.626075510 -34 Js 普朗克常數(shù)） 平均能量平均能量01kThvehvE普朗克公式普朗克公式 突破與混亂突破與混亂 量子：量子： quanta (Latin: how much?) 普朗克：仍然企圖用連續(xù)性代替量子普朗克：仍然企圖用連續(xù)性代替量子(In summary, I can only characterize the entire work as an act of desperation My unavailing attempts to somehow reintegrate the action quantum int

14、o classical theory extended over several years and caused me much trouble.) 愛(ài)因斯坦：光量子愛(ài)因斯坦：光量子 E = hv 解釋光電效應(yīng)解釋光電效應(yīng) Max Born wrote about Planck: He was by nature and by the tradition of his family conservative, averse to revolutionary novelties and skeptical towards speculations. But his belief in the

15、imperative power of logical thinking based on facts was so strong that he did not hesitate to express a claim contradicting to all tradition, because he had convinced himself that no other resort was possible.From left to right: W. Nernst, A. Einstein, M. Planck, R.A. Millikan and von Laue at a dinn

16、er given by von Laue in Berlin on 11 November 1931Lightmatter interaction Low-energy phenomena Photoelectric effect Mid-energy phenomena Thomson scattering Compton scattering High-energy phenomena Pair production光電效應(yīng)光電效應(yīng) 現(xiàn)象：赫現(xiàn)象：赫茲茲Heinrich Hertz（1887）、勒）、勒納德納德 （1900）（Nobel Prize 1905）、）、湯姆孫湯姆孫（1899）

17、（Nobel Prize 1906） 理理論：愛(ài)因斯坦論：愛(ài)因斯坦 （1905）（）（Nobel Prize 1921） 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：密立根（系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：密立根（1904-1914）（）（Nobel Prize 1923） 1887年，年，赫茲赫茲(Heinrich Hertz，18571894)在進(jìn)行電磁波實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意到電極之在進(jìn)行電磁波實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意到電極之間的放電，會(huì)受光輻射的影響間的放電，會(huì)受光輻射的影響。 1888年，德國(guó)物理學(xué)家霍耳瓦克斯年，德國(guó)物理學(xué)家霍耳瓦克斯(WHallwacks)用弧光照射帶負(fù)電的鋅板，用弧光照射帶負(fù)電的鋅板，發(fā)現(xiàn)鋅板上的電荷迅速消失；鋅板帶正電發(fā)現(xiàn)鋅板上的電荷迅

18、速消失；鋅板帶正電則無(wú)此現(xiàn)象則無(wú)此現(xiàn)象。 俄俄國(guó)的斯托列托夫國(guó)的斯托列托夫(Stoletov) 更更詳細(xì)地研究詳細(xì)地研究了光電效應(yīng)了光電效應(yīng)。實(shí)。實(shí)驗(yàn)表明負(fù)電極在弧光照射驗(yàn)表明負(fù)電極在弧光照射下放出了負(fù)電荷，形成了電流。下放出了負(fù)電荷，形成了電流。 1899年，年，JJ湯姆生用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法測(cè)光電流湯姆生用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法測(cè)光電流的荷質(zhì)比，結(jié)果與陰極射線一樣，于是肯定光的荷質(zhì)比，結(jié)果與陰極射線一樣，于是肯定光電流也是由電子組成的。光照到金屬表面，使電流也是由電子組成的。光照到金屬表面，使金屬表面釋放電子，這就是光電效應(yīng)的本質(zhì)金屬表面釋放電子，這就是光電效應(yīng)的本質(zhì)。 1900年，勒納年，勒納(PLenar

19、d，18621947)創(chuàng)造了創(chuàng)造了一種獨(dú)特的測(cè)量方法，使光電效應(yīng)的研究取得一種獨(dú)特的測(cè)量方法，使光電效應(yīng)的研究取得重要成果。他的辦法就是在電極間加一反向電重要成果。他的辦法就是在電極間加一反向電壓，使光電流截止到零，然后從反向電壓值推壓，使光電流截止到零，然后從反向電壓值推算出電子逸出金屬表面的最大速度。算出電子逸出金屬表面的最大速度。光電效光電效應(yīng)應(yīng)光光電子電子光照（紫外光）金光照（紫外光）金屬發(fā)射電子屬發(fā)射電子實(shí)驗(yàn)參數(shù)：實(shí)驗(yàn)參數(shù)：光：光：v， 光強(qiáng)光強(qiáng)電流：電流：i， V材料：不同金屬材料：不同金屬E：金屬板（光陰級(jí)）金屬板（光陰級(jí)）C：收集電子收集電子hvGVDCCEe Uc= K -

20、U04.06.08.0 10.0(1014Hz)0.01.02.0Uc(V)CsNaCa與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)光電子的最大初動(dòng)能 0221UKeeUumcm im1im2-Uc光電效應(yīng)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律 只有當(dāng)入射光頻率 v大于一定的 頻率v0時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng) 0002)(21 KeKUKeUKeumm 0 稱為截止頻率或紅限頻率 飽和光電流強(qiáng)度 im 與入射光強(qiáng) i成正比im1im2-Uc 光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的馳豫時(shí)間不超過(guò)10-9s光電效應(yīng)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律 時(shí)間分辯時(shí)間分辯: hv t e發(fā)射發(fā)射測(cè)不出測(cè)不出 t （ 正電子反質(zhì)子正電子反質(zhì)子 正確解釋：正確解釋：Patrick M.S.

21、 Blackett（1948 Nobel Prize in physics）電子偶的產(chǎn)生電子偶的產(chǎn)生 e+e- 能量：能量：hv = 2mec2+E-k+E+k 1.02 MeV 動(dòng)量：不能守恒動(dòng)量：不能守恒 +Me+e- +M電子偶的湮滅電子偶的湮滅 e+e- + 不能只產(chǎn)生一個(gè)光子不能只產(chǎn)生一個(gè)光子 重核附近？重核附近？ 產(chǎn)生產(chǎn)生3個(gè)光子？個(gè)光子？電子偶的湮滅電子偶的湮滅e+e- + 靜靜止正負(fù)電子：止正負(fù)電子： 2mec22hv hv0.511MeV 0.024 電子偶素電子偶素 e+e- （ 10-10s）二二 光量子理論光量子理論 光的粒子性光的粒子性 黑黑體輻射體輻射 光電效應(yīng)光電

22、效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射 正負(fù)電正負(fù)電子的產(chǎn)生和湮子的產(chǎn)生和湮滅滅 光的波粒二象性光的波粒二象性 原原子的分裂譜子的分裂譜線線和原子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)光的波粒二象性光的波粒二象性波動(dòng)性和粒子性是一切微觀世界最根本波動(dòng)性和粒子性是一切微觀世界最根本的特征，同時(shí)存在。的特征，同時(shí)存在。光的波動(dòng)性光的波動(dòng)性 光是具有極高頻率的電光是具有極高頻率的電磁波?？梢杂霉獾碾姶爬碚摻忉尮庠诖挪ā？梢杂霉獾碾姶爬碚摻忉尮庠趥鞑ミ^(guò)程中所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象：干涉、傳播過(guò)程中所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象：干涉、衍射、偏振等衍射、偏振等光的粒子性光的粒子性 符合量子規(guī)律的粒子。符合量子規(guī)律的粒子。 光與其它物質(zhì)相互作用并涉及到能量光與其

23、它物質(zhì)相互作用并涉及到能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，用量子力學(xué)的理論解釋。轉(zhuǎn)換的過(guò)程，用量子力學(xué)的理論解釋。光的波粒二象性光的波粒二象性 hknhp 光的本性光的本性 粒子？波動(dòng)？粒子？波動(dòng)？ 粒粒子性和波動(dòng)性如何統(tǒng)一？子性和波動(dòng)性如何統(tǒng)一？單光子的部分反射單光子的部分反射Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性 兩個(gè)光子相關(guān)（同時(shí)到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器）的兩個(gè)光子相關(guān)（同時(shí)到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器）的可能性小于萬(wàn)分之一?？赡苄孕∮谌f(wàn)分之一。Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性電子干涉實(shí)驗(yàn)電子干涉實(shí)驗(yàn)Experimental arrangement of a two-slit experiment for electrons.

24、Two paths are made available to the electron beam. (A. Tonomura et al. : American Journal of Physics 57 (1989) 117）Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性電子干涉實(shí)驗(yàn)電子干涉實(shí)驗(yàn) Detector output is displayed on a TV-monitor shown here in a set of frames; the first frame is early on; the last after a long time of impact collection. The in

25、terference pattern is slowly built up by impacts of individual particles.Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性Controlled double-slit electron diffraction Roger Bach, Damian Pope, Sy-Hwang Liou,and Herman Batelaan, Controlled double-slit electron diffraction, New Journal of Physics 15 (2013) 033018（movie）Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性原子干涉實(shí)驗(yàn)原子

26、干涉實(shí)驗(yàn)Drr,S., Nonn,T., Rempe,G., Origin of quantum-mechanical complementarity probed by a which-way experiment in an atom interferometer, Nature 395: 33 - 37 (1998)Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性原子干涉實(shí)驗(yàn)原子干涉實(shí)驗(yàn)Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性分子干涉實(shí)驗(yàn)分子干涉實(shí)驗(yàn)Real-time single-molecule imaging of quantum interferenceNature Nanotechnology (2012)doi:1

27、0.1038/nnano.2012.34)quantum interference patterns in real time for phthalocyanine molecules and for derivatives of phthalocyanine molecules, which have masses of 514 AMU and 1,298 AMU respectively.Ch4 實(shí)物粒子的波動(dòng)性分子干涉實(shí)分子干涉實(shí)驗(yàn)（錄像）驗(yàn)（錄像）光的本性光的本性 粒子波動(dòng)粒子波動(dòng) 粒粒子性和波動(dòng)性同時(shí)存在子性和波動(dòng)性同時(shí)存在 單單個(gè)光子也具有波動(dòng)性個(gè)光子也具有波動(dòng)性光量子理論光量子理

28、論 光的粒子性光的粒子性 黑黑體輻射體輻射 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射 正負(fù)電正負(fù)電子的產(chǎn)生和湮子的產(chǎn)生和湮滅滅 光的波粒二象性光的波粒二象性 原原子的分裂譜子的分裂譜線線和原子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)原子的分裂譜線原子的分裂譜線和原子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu) 1913年年N.Bohr（丹麥）（丹麥） 從事原子結(jié)構(gòu)和原子輻射的研究從事原子結(jié)構(gòu)和原子輻射的研究,提出電子在原子中提出電子在原子中只能處于一系列不連續(xù)的能級(jí)，在不同能級(jí)間電子只能處于一系列不連續(xù)的能級(jí)，在不同能級(jí)間電子發(fā)生的躍遷同時(shí)發(fā)出或吸收光子，其能量發(fā)生的躍遷同時(shí)發(fā)出或吸收光子，其能量h=E1-E2=（E1-E2）/ h 解解決了原子的分

29、裂譜線現(xiàn)象決了原子的分裂譜線現(xiàn)象 獲獲1922 年諾貝爾物理年諾貝爾物理獎(jiǎng)獎(jiǎng) 湯姆遜（湯姆遜（J.J. Thomson） 盧瑟福（盧瑟福（Ernest Rutherford）原子模型原子模型湯姆孫原子模型湯姆孫原子模型 J.J. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子之后，在電子是原子組湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子之后，在電子是原子組成部分的基礎(chǔ)上，引出原子構(gòu)成的問(wèn)題。成部分的基礎(chǔ)上，引出原子構(gòu)成的問(wèn)題。 “葡萄干布丁葡萄干布丁”模型：模型： 正電荷：均勻分布在原子內(nèi)（正電荷：均勻分布在原子內(nèi)（ ），占有大），占有大部分質(zhì)量部分質(zhì)量 負(fù)電荷：均勻分布質(zhì)量很小負(fù)電荷：均勻分布質(zhì)量很小湯姆孫原子模型湯姆孫原子模型 H原子發(fā)光原子發(fā)光與

30、實(shí)驗(yàn)觀察到的波長(zhǎng)大致相符與實(shí)驗(yàn)觀察到的波長(zhǎng)大致相符問(wèn)題：僅有一個(gè)頻率，實(shí)驗(yàn)觀察到一系列譜線問(wèn)題：僅有一個(gè)頻率，實(shí)驗(yàn)觀察到一系列譜線1200Ernest Rutherford（1871-1937） The Nobel Prize in Chemistry 1908（for his investigations into the disintegration of the elements, and the chemistry of radioactive substances） 粒子散射粒子散射 前期研究前期研究 勒納德電子散射實(shí)驗(yàn)：高速電子容易穿透原子，勒納德電子散射實(shí)驗(yàn)：高速電子容易穿透原子

31、，所以原子應(yīng)該是十分空虛的所以原子應(yīng)該是十分空虛的 蓋革和馬斯登蓋革和馬斯登 粒子散射粒子散射（1909） 粒子散射粒子散射蓋革和馬斯登蓋革和馬斯登 粒子散射：粒子散射： 部分散射部分散射 粒子偏轉(zhuǎn)粒子偏轉(zhuǎn)2 3 少部分偏轉(zhuǎn)少部分偏轉(zhuǎn)90 Three different determinations showed that of the incident -particles about 1 in 8000 was reflected, under the described conditions. 湯姆孫原子模型給出散射角湯姆孫原子模型給出散射角22n盧瑟福原子模型盧瑟福原子模型盧瑟福原子模

32、型盧瑟福原子模型1) Almost all of the alpha particles went through the gold foil as if it were not even there. Those alpha particles, of course, continued on a straight-line path until they hit the detector screen. 2) Some of the alpha particles were deflected only slightly, usually 2 or less. Geiger found t

33、hat an alpha particle was, on average, deflected about 1/200th of a degree by each single encounter with a gold atom. The most probable angle of deflection for one gold foil turned out to be about 1. 3) A very, very few (1 in 8000 for platinum foil) alpha particles were turned through an angle of 90

34、 or more.盧瑟福原子模型盧瑟福原子模型 We shall suppose that for distances less that 10-12 cm the central charge and also the charge on the alpha particle may be supposed to be concentrated at a point. 盧瑟福原子模型盧瑟福原子模型 The question of the stability of the atom proposed need not be considered at this stage, for this

35、will obviously depend upon the minute structure of the atom, and on the motion of the constituent charged parts. 18531853年，瑞典物理學(xué)家年，瑞典物理學(xué)家埃斯特朗埃斯特朗觀測(cè)到氫觀測(cè)到氫原子光譜中的最強(qiáng)一條譜線，并首先采用原子光譜中的最強(qiáng)一條譜線，并首先采用1010-8-8cmcm作為波長(zhǎng)的單位，命名為埃作為波長(zhǎng)的單位，命名為埃(A)(A)。還。還繪制出近百種元素的光譜繪制出近百種元素的光譜圖。圖。 6.3645.6 ,5 ,4 ,3422BnnnB 18851885年，從事

36、天文測(cè)量的瑞士科學(xué)家年，從事天文測(cè)量的瑞士科學(xué)家巴耳巴耳末末找到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式說(shuō)明已知的氫原子譜找到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式說(shuō)明已知的氫原子譜線的位置，這一組線稱為巴耳末系（可見(jiàn)線的位置，這一組線稱為巴耳末系（可見(jiàn)光光H H、H H 、 H H、H H） 1722100968.14.6 ,5 ,4 ,3)121(1mBRnnRHH 18891889年，瑞典光譜學(xué)家年，瑞典光譜學(xué)家里德伯里德伯發(fā)現(xiàn)了許多發(fā)現(xiàn)了許多元素的線狀光譜系，其中最為明顯的為堿元素的線狀光譜系，其中最為明顯的為堿金屬原子的光譜系，和氫原子的光譜一樣，金屬原子的光譜系，和氫原子的光譜一樣，它們都能滿足一個(gè)簡(jiǎn)單的公式：里德堡公它們都能滿足一個(gè)簡(jiǎn)單的公式：里德堡公式（式（RH 為氫原子的里為氫原子的里德伯常數(shù)）。德伯常數(shù)）。氫原子光譜氫原子光譜 其它線系其它線系)11(22nmRH線系線系發(fā)現(xiàn)時(shí)間發(fā)現(xiàn)時(shí)間m波段波段賴曼系賴曼系19141紫外紫外巴爾末系巴爾末系18852可見(jiàn)可見(jiàn)帕邢系帕邢系19083近紅外近紅外布喇開(kāi)系布喇開(kāi)系19224紅外紅外普豐系普豐系19245遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外漢福萊系漢福萊系6譜線波長(zhǎng)不連續(xù)性解釋玻爾（玻爾（18851885年年19621962）丹丹麥科學(xué)家麥科學(xué)家19221922年獲諾貝爾物理學(xué)年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)，