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文档简介
第三节玻尔的原子模型 19世纪末20世纪初 人类叩开了微观世界的大门 物理学家根据有研究提出了关于原子结构的各种模型 卢瑟福的核式结构模型能够很好的解释实验现象 得到了多数人的支持 但是与经典的电磁理论发生了矛盾 著名的 粒子散射实验 按照经典物理学的观点去推断 在轨道上运动的电子带有电荷 运动中要辐射电磁波 电子损失了能量 其轨道半径不断缩小 最终落在原子核上 由于电子轨道的变化是连续的 辐射电磁波的频率也会连续变化 事实上 原子是稳定的 辐射电磁波的频率也只是某些确定的值 1 围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值 这些现象叫做轨道量子化 2 不同的轨道对应着不同的状态 在这些状态中 尽管电子在做变速运动 却不辐射能量 因此这些状态是稳定的 3 原子在不同的状态之中具有不同的能量 所以原子的能量也是量子化的 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻尔 玻尔从上述假设出发 利用库仑定律和牛顿运动定律 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量 氢原子能级 光子的发射和吸收 原子也可以从激发态向基态跃迁 电子所受库仑力做正功减小电势能 原子的能量减少要辐射出能量 这一能量以光子的形式放出 原子最低能级所对应的状态叫做基态 比基态能量高的状态叫激发态 原子从基态向激发态跃迁 电子克服库仑引力做功增大电势能 原子的能量增加要吸收能量 光子的发射和吸收 原子在始 末两个能级em和en em en 间跃迁时发射光子的频率可以由下式决定 光子的发射和吸收 人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱 不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线 玻尔理论很好的解释了氢原子的光谱 人们早在了解原子内部结构之前就已经观察到了气体光谱 不过那时候无法解释为什么气体光谱只有几条互不相连的特定谱线 玻尔理论很好的解释了氢原子的光谱 原子从高能级跃迁到低能级时 辐射光子的能量等于前后两个能级之差 由于原子的能级不连续 所以辐射的光子的能量也不连续 从光谱上看 原子辐射光波的频率只有若干分立的值 光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用 一种元素在样品中的含量即使很少 也能观察到它的光谱 因此光谱分析可以用来确定样品中包含哪些元素 这种方法非常灵敏 利用光谱还能确定遥远星球的物质成分 漆碗 第三文化层 距今6500 6000年 利用红外光分析其表面 其光谱图和马王堆汉墓出土漆皮的裂解光谱图相似 x射线照射激发荧光 通过分析荧光判断越王勾践宝剑的成分 玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题 但是也有它的局限性 在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念 同时又应用了 轨道 等经典概念和有关牛顿力学规律 除了氢原子光
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