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 2017 年2月1日星期三上节课主要内容 2 2 1 1 2,3, 4 1 H v R n n ? ?? ??? ?? ???巴尔末系: 巴尔末系: 2 2 1 1 3, 4,5, 6 2 H v R n n ? ?? ??? ?? ??? H原子光谱的规律赖曼系: 帕邢系: 帕邢系: 2 2 1 1 4,5, 6 3 H v R n n ? ?? ??? ?? ???布喇开系: 布喇开系: 2 2 1 1 5, 6, 7 4 H v R n n ? ?? ??? ?? ???普丰特系: 普丰特系: 2 2 1 1 6, 7,8 5 H v R n n ? ?? ??? ?? ??? 2 2 1 1 H v R m n ? ?? ?? ?? ??------ 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 ??n v v ? ???????? ?线系的系限 2 ( ) HR T n n ?--- ---光谱项光谱项( ) ( ) v T m T n ? ??(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 2 2 1 1 1 ( ) 1 Rn?? ? n = 2 时对应最长波长 221 1/[ 10 (1 )]( ) ?? ?? nm n ? nm ?? n = ∞时对应最短波长 nm ??帕邢系 2 2 2 1 1 1/[ 10 ( )]( ) 3 ?? ?? nm n ? 531282 nm ??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。§ 玻尔模型(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、玻尔基本假设一、玻尔基本假设(1913 (1913 年年) ) (1) (1) 定态定态( ( stationary state stationary state ) )假设假设定态假说: 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; 电子轨道电子轨道和能量分立( 和能量分立( 能级能级) ) 1, 2, 3, n?? nr nE 电子轨道电子轨道和能量分立( 和能量分立( 能级能级) ) nr——主量子数(2) (2) 频率假设频率假设吸收吸收发射发射原子在不同定态之间跃迁,以光子形式吸收或发射能原子在不同定态之间跃迁,以光子形式吸收或发射能量。量。 n m hv E E ? ?频率条件频率条件吸收吸收吸收吸收 h? h ? n m E E h ???跃迁频率: 跃迁频率: n m E E hc ????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) (3) 角动量量子化假设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,只有那些角动量为那些角动量为的整数倍的轨道才能