其它氢原子光谱的谱线课件

辐射与防护

RADIATIONANDPROTECTION主要内容：1、辐射产生的物理基础与基本类型2、测量辐射的基本参量3、辐射的生物效应4、辐射防护的基本方法与法规第一章物质的结构

§1、原子结构1、α粒子散射实验观测α粒子在原子核式模型中的散射研究原子结构有两条途径高能粒子轰击原子分析原子光谱一、初期原子理论的实验基础原子光谱是研究了解原子内部结构的重要方法2、氢原子光谱的实验规律,A4340.50=gH,A4861.30=bH,A6562.80=aH第一章物质的结构(1)氢原子光谱是彼此分裂的线状光谱，每一条谱线具有确定的波长（或频率）(2)巴尔末公式n=3,4,5,…..时，为H,H,H,…..谱线波长令：称为波数1885年，瑞士一中学教师发现了氢原子光谱在可见光部分的规律单位长度内完整波的个数里德伯常数（其它氢原子光谱的谱线）(3)里德伯公式(1889)(4)里兹并合原理每一条谱线的波数都可以表示为两项之差或就被称为光谱项,n>k谱系谱线二玻尔氢原子量子论卢瑟福原子模型（原子的有核模型）问题：原子的稳定性问题？原子分立的线状光谱？玻尔（Niels

HenrikDavidBohr）（1885-1962）（1）定态假设：原子系统只能处在一系列具有不连续能量的状态，在这些状态上电子虽然绕核做园周运动但并不向外辐射电磁波。这些状态称为原子系统的稳定状态（简称定态）。

2玻尔的氢原子理论这些定态的能量：(1913“论原子分子结构”

三条基本假设)（2）量子化条件：在这些稳定状态下电子绕核运动的轨道角动量的值，必须为h/2

的整数倍，是不连续的，即有：

2玻尔的氢原子理论(1913“论原子分子结构”

三条基本假设)

2玻尔的氢原子理论（3）跃迁假设：

电子从一个能量为En

稳定态跃迁

到另一能量为Ek

稳定态时，要吸收或发射一个频率为的光子，有：——辐射频率公式(1913“论原子分子结构”

三条基本假设)氢原子轨道半径的计算由量子化条件及牛顿定律：轨道量子化角动量量子化库仑力=向心力玻尔半径r14r19r116r1mn=4n=3n=2n=1能量的计算

电子在量子数为n的轨道上运动时，原子系统总能量是

基态能量其它激发态：

能量是量子化的

E1E2E3E4rvm3氢原子光谱的理论解释从其它能级到同一能级的跃迁属于同一谱线系-13.6eV-3.39eV-1.5eV-8.5eV赖曼系巴尔末系帕邢系布拉开系+r三核外的电子结构氢原子中，电子的势能函数：

量子化条件和量子数1）能量是量子化的2）当时，En连续值主量子数

n1能量量子化和主量子数

电子绕核运动轨道角动量必须满足量子化条件：角(副)量子数

l

2角动量量子化和角量子数3轨道角动量空间量子化和磁量子数

电子绕核运动的轨道角动量L

的方向在空间的取向是量子化的,角动量L

在外磁场方向的投影LZ必须满足量子化条件：磁量子数

ml决定角动量方向,对应一定的角量子数l,ml=2l+1,角动量L在空间有2l+1个不同取向。B(z)m=0m=-1m=-2m=1m=2例1

斯特恩－盖拉赫实验（1921年）用s态（l=0）银原子无论有无磁场应该都只有一条！实验结果：有磁场时，底板上是呈对称分布的两条纹。Ns4电子的自旋和自旋磁量子数

电子还应具有自旋角动量。自旋角动量与轨道角动量相似，也是量子化的。自旋角动量在z轴的分量4电子的自旋和自旋磁量子数※原子的壳层结构

电子状态由四个量子数决定1)

主量子数

n,n=1,2,3,…2)

轨道角量子数

l,

l=0,1,2,…,(n–1)

3)

轨道磁量子数

ml,

ml=0,1,2,…,l4)自旋磁量子数

ms,ms=1/2大体上决定原子中的电子的能量决定电子的轨道角动量,对能量也有影响决定轨道角动量在外磁场方向上的分量决定电子自旋角动量在外磁场方向上的分量一.原子核组成+质子(p)数目Z中子(n)数目N统称核子数目A原子核

核素

表示原子核种类同位素—相同质子Z,不同中子N

§2、原子核结构同中子异核素同量异位素同质异能素原子质量单位()

§2、原子核结构*核密度二.原子核尺寸与核力*核尺寸(1)与电荷电量无关二.原子核尺寸与核力*核力(2)短程性、饱和性(3)是强相互作用力

！Totalenergy1质量亏损三.原子核结合能FromE=mc2

例2求自由核子相对碳原子核的质量亏损例3：

某核电站每年发电约为1010度(=3.61016J)。若这些能量全部由静态质量转换而成，求每年耗损的核材料?解：~4×109

kgcoal三.原子核结合能2、原子核结合能

自由状态的单个核子结合成原子核时所释放出来的能量，（或原子核分解成单个自由核子所需要的能量）称为原子核的结合能。是否结合能ΔE越大,原子核越