氫原子的玻爾理論賀澤東

1、一.氫原子光譜實驗規(guī)律記錄氫原子光譜原理示意圖氫放電管23 kV光闌 三棱鏡（或光柵）光 源19.4 氫原子的玻爾理論(1) 分立線狀光譜1波數(shù) (2)譜線的波數(shù)可表示為氫原子的巴耳末線系照片 1890 年瑞典物理學(xué)家里德伯給出氫原子光譜公式1885 年瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜可見光部分的規(guī)律里德伯常量 2萊曼系紫外巴爾末系可見光帕邢系布拉開系普豐德系漢弗萊系紅外3二 盧瑟福的原子有核模型 1897年 J.J.湯姆孫研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)電子 1903年，湯姆孫提出原子的“葡萄干布丁模型” 原子中的正電荷和原子的質(zhì)量均勻地分布在半徑為 的球體范圍內(nèi)，電子浸于其中 .湯姆孫，JJ(Joseph

2、 John Thomson 18561940) 英國物理學(xué)家 41910年盧瑟福用a 粒子散射實驗來證實該模型實驗裝置示意圖實驗結(jié)果示意圖 盧瑟福的研究生馬斯登和蓋革用 粒子轟擊厚度為0.4m的金箔，發(fā)現(xiàn)有1/20000的概率被反射回來，發(fā)生大角度散射這是第一個有科學(xué)依據(jù)的原子模型的起點。5 1911年,盧瑟福的原子有核模型（行星模型）原子的中心有一帶正電的原子核，它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子圍繞這個核旋轉(zhuǎn)，核的尺寸與整個原子相比是很小的 .經(jīng)典核模型的困難 根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核作勻速圓周運動，作加速運動的電子將不斷向外輻射電磁波 . + 原子不斷地向外輻射能量，能量逐漸減小，電子繞

3、核旋轉(zhuǎn)的頻率也逐漸改變，發(fā)射光譜應(yīng)是連續(xù)譜； 由于原子總能量減小，電子將逐漸的接近原子核而后相遇，原子不穩(wěn)定 .+誰是盧瑟福瀕臨失敗的原子模型的救星呢？ 不是他自己，而是尼爾斯玻爾。62. 躍遷假設(shè)1. 定態(tài)假設(shè)原子從一個定態(tài)躍遷到另一定態(tài)，會發(fā)射或吸收一個光子，頻率穩(wěn)定狀態(tài) 這些定態(tài)的能量不連續(xù) 不輻射電磁波 電子作圓周運動v三 氫原子的玻爾理論3. 角動量量子化假設(shè) 軌道角動量稱為軌道角動量量子化條件，n:稱為主量子數(shù)7由假設(shè) 3 量子化條件由牛頓定律, 玻爾半徑 氫原子能級公式電子在第 軌道上的總能量8（電離能）基態(tài)能量激發(fā)態(tài)能量 氫原子能級圖基態(tài)激發(fā)態(tài)自由態(tài)9 玻爾理論對氫原子光譜的解

4、釋氫原子能級躍遷與光譜系萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開系（里德伯常量） 10（1）正確地指出原子能級的存在（原子能量量子化）；（2）正確地指出定態(tài)和角動量量子化的概念；（3）正確的解釋了氫原子及類氫離子光譜；四 氫原子玻爾理論的意義和困難（4）無法解釋比氫原子更復(fù)雜的原子；（5）把微觀粒子的運動視為有確定的軌道是不正確的；（6）是半經(jīng)典半量子理論，存在邏輯上的缺點，即把 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 .11 玻爾（18851962），丹麥物理學(xué)家，哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人，量子物理學(xué)的奠基者之一。1916年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授；1917年當(dāng)選為丹麥皇家科學(xué)院院士；1922年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎；1939年任丹麥皇家科學(xué)院院長；1944年玻爾在美國參加了和原子彈有關(guān)的理論研究；1947年丹麥政府為了表彰玻爾的功績，封他為“騎象勛爵”。 12 1914 年弗蘭克 赫茲從實驗上證實了原子存在分立的能級，1925 年他們因此而獲物