原子物理第3讲第二章玻尔模型.ppt

第二章:原子的量子态:玻尔模型
第一节背景知识
第二节玻尔模型
第三节夫兰克--赫兹实验
第四节玻尔理论的推广
Automic Physics 原子物理学
今天是07 三月 2018
上节课主要内容
巴尔末系:
H原子光谱的规律
赖曼系:
帕邢系:
布喇开系:
普丰特系:
------里德堡公式
或(广义的巴尔末公式)
m=1,2,3,4,5…….
n=m + 1, m + 2 , m + 3 
线系的系限
---光谱项
(线系中最短的波长)
计算赖曼系的最短波长和最长波长
计算帕邢系第二条谱线的波长
解:
例题1:
赖曼系
n = 2 时对应最长波长
n = ∞时对应最短波长
帕邢系
玻尔理论基于
卢瑟福的原子核模型
氢原子光谱的巴尔末公式
普朗克能量子概念
玻尔(Niels henrik David Bohr,1885-1962)
1913年在英国《哲学》杂志发表了《论原子结构与分子结构》等三篇论文,提出了在卢瑟福原子有核模型基础上的关于原子稳定性和量子跃迁的三条假设,从而圆满地解释了氢原子的光谱规律。
玻尔的成功,使量子理论取得重大发展,推动了量子物理的形成,具有划时代的意义。
玻尔于1922年12月10日诺贝尔诞生100周年之际,在瑞典首都接受了当年的诺贝尔物理学奖金。
1937年,他来中国作学术访问,表达了对中国人民的友好情谊。
丹麦理论物理学家,现代物理学的创始人之一。
§ (重点)
1913年玻尔在卢瑟福的原子结构模型的基础上,将量子化概念应用于原子系统,提出三条假设:
(2)频率假设
(1)定态假设
(3)角动量量子化假设
一、玻尔基本假设(1913年)
(1) 定态(stationary state)假设
定态假说:电子在原子中,可以在一些特定的圆轨道上运动,而不辐射电磁波,这时原子处于稳定状态(简称定态),每一个定态都与一定的能量相对应;
电子轨道和能量分立(能级)
电子轨道和能量分立(能级)
——主量子数
(2) 频率假设
吸收
发射
原子在不同定态之间跃迁,以光子形式吸收或发射能量。
频率条件
吸收
吸收
h
n
跃迁频率:
一个硬性的规定常常是在建立一个新理论开始时所必须的。
(3) 角动量量子化假设
玻尔认为:符合经典力学的一切可能轨道中,只有那些角动量为的整数倍的轨道才能实际存在。
约化普朗克常数
对应原理:任何新的理论必须包含旧理论不能解决的问题
任何新理论必须在一定条件下回到旧理论体系中去
二、氢原子的轨道和能级
1、量子化轨道半径
圆周运动牛顿定律:
轨道角动量满足量子化条件:
氢原子玻尔半径
轨道量子化
玻尔理论的一个成功之一
玻尔假设电子在特定的轨道上绕核作圆周运动,设核的电量为Ze(当Z=1时,就是氢原子).如果原子核是固定不动的,电子绕核作匀速圆周运动,那么由牛顿第二定律,电子所受库仑力恰好提供了它作圆周运动的向心力: