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文档简介

1、15-4 氢原子的玻尔理论,一、氢原子光谱的实验规律,记录氢原子光谱的实验原理,氢放电管,23 kV,光阑,全息干板,三棱镜 （或光栅）,光 源,氢原子线状光谱,（摄谱仪）,原子光谱是研究和了解原子内部结构的重要方法,研究原子结构规律有两条途径：,1.利用高能粒子轰击原子通过轰出未知粒子来研究(高能物理),2.在外界激发下，通过原子的发射光谱来进行光谱分析,（氢原子的巴耳末线系）,（氢光谱的里德伯常量）,k = 2 (n = 3, 4, 5, ) 谱线系 巴耳末系（1885年）,(2) 谱线的波数可表示为,(3) k = 1 (n = 2, 3, 4, ) 谱线系 赖曼系 （1916年）,(1

2、) 氢原子光谱是分立线状光谱,实验规律,k = 3 (n = 4, 5, 6, ) 谱线系 帕邢系 （1908年）,里兹并合原理,经典理论的困难,卢瑟福(E.Rutherford)原子模型,问题,原子的稳定性问题？,原子分立的线状光谱？,(在 粒子散射实验基础上提出的),2.跃迁假设,二、玻尔的氢原子理论,1.定态(稳定状态)假设,原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个光子，频率:,电子作圆周运动；不辐射电磁波；这些定态的能量不连续。如：E1 E2 Ei ,v,3.轨道量子化假设,轨道角动量,David Bohr （1885-1962）,r,可得第n个定态轨道半径为,能量量子化,玻尔半

3、径,轨道半径量子化,基态能量,角动量量子化,库仑力=向心力,En ( eV),氢原子能级图,-13.6,-1.51,-3.39,0,n = 1,n = 2,n = 3,n = 4,n = 5,n = 6,波数(与实验对比),实验测得,经计算得到,每一条谱线的波数都可以表示为两项之差,可得第n个定态轨道半径为,能量量子化,对于类氢离子,根据,电离能？,成功地把氢原子结构和光谱线特征联系起来, 从理论上说明了氢原子和类氢原子的光谱线结构。,(2) 揭示了微观体系的量子化规律，为建立量子力学奠定了基础。,玻尔的贡献,(3) 玻尔关于“定态” 和“能级跃迁决定谱线频率”的假设是两个重要的基本概念，在量子力学理论中占有重要的地位。,(1) 不能处理复杂原子的问题,(2) 完全没涉及谱线的强度、宽度等特征,(3) 以经典理论为基础,加上一些与经典理论不相容的量子化条件来限定稳定状态，是个半经典半量子的理论,玻尔理论的局限性,试由玻尔氢原子理论计算出巴尔末系 第一条谱线的波长。,由玻尔的氢原子能级公式,知：当电子由n=3 k=2时，发出光子的能量为：,例15-6,解,题,题,例题15-7 在气体放电管中，用能量为12.5eV的电子通过碰撞使氢原子激发，问受激发的原子向低能级跃迁时，能发

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