14-2康普顿效应氢原子玻尔理论.ppt

1.电子轨道半径 玻尔半径 2.氢原子轨道能级 基态能量 三、玻尔的氢原子理论 —— 位置量子化 —— 能量量子化 氢原子能级图 说明： （1）氢原子的能量是一系列分立的值——能级。 基态 激发态 自由态 这一理论结论1914年由 弗兰克—赫兹实验 证实，1925年获Nobel prize. 三、玻尔的氢原子理论 （2）由于 ，则 为把电子从第一玻尔轨道移到无穷远处所需的能量值，称为电离能。 3.玻尔理论解释氢原子光谱 氢原子能级跃迁 与光谱系 莱曼系 巴耳末系 帕邢系 布拉开系 （里德伯常量） 三、玻尔的氢原子理论 四、玻尔理论的成就与不足 1.成就 2.不足 第一次从理论上说明了氢原子和类氢原子的光谱结构； 第一次指出经典理论不能完全适用于原子内部运动过程，揭示了微观体系特有的量子化规律（能量、位置，角动量），对量子力学理论的建立起了巨大的推动作用。 不能解释多电子原子的光谱结构； 对谱线的强度、宽度无能为力； 既把微观粒子看成是遵守经典力学的质点，又赋予它们量子化特点，显得不够协调。 1922年获Nobel prize. 四、玻尔理论的成就与不足 今日作业 15－12，16，17，18 瑞利散射——蔚蓝的天空 瑞利散射—— 夕阳 乳胶溶液中散射光在各个方向的波长与入射光几乎相同。 可见光的散射——廷德尔效应 拓展：电子能谱 能量关系可表示： 原子的反冲能量 电子结合能 电子动能 电子能谱是利用高能光子照射被测样品，测量由此引起的光电子能量分布的一种谱学方法。 根据激发源的不同，电子能谱又分为: X射线光电子能谱(简称 XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) 紫外光电子能谱(简称 UPS) (Ultraviolet Photoelectron Spectrometer) 俄歇电子能谱(简称 AES) (Auger Electron Spectrometer) X射线光电子能谱(XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) 在X射线作用下，各种轨道电子都有可能从原子中激发成为光电子，由于各种原子、分子的轨道电子的结合能是一定的，因此可用来测定固体表面的电子结构和表面组分的化学成分。 在实验时样品表面受辐照损伤小，能检测周期表中除H和He以外所有的元素，并具有很高的绝对灵敏度。因此是目前表面分析中使用最广的谱仪之一 。 O 和 C 两条谱线的存在 表明金属铝的表面已被部 分氧化并受有机物的污染 拓展：电子能谱 * X射线光子的能量约为10e4～10e5 eV，受原子束缚较弱的那部分电子的热运动的平均动能仅为10e-2 eV， 故碰撞前电子可看出静止的 * * 提出原子壳层结构，可以解释元素周期表 * Epsilon0 = 8.854e-12 e = -1.6022e-19 * * * 散射体线度比入射光波长小很多时，其散射强度是与入射光的波长有关，即散射强度与光波波长的四次方成反比，这就是瑞利散射定律。这类散射称为瑞利散射。 瑞利散射时，由于蓝光波长较短，其散射强度就比波长较长的红光强，因此白天大气中的散射光中蓝光的成份较多。呈现出蔚蓝的天空。 * 散射体线度比入射光波长小很多时，其散射强度是与入射光的波长有关，即散射强度与光波波长的四次方成反比，这就是瑞利散射定律。这类散射称为瑞利散射。 旭日和夕阳呈红色，是由于白光中的短波成分更多的被散射掉了，在直射的日光中剩余较多的自然是长波成分了。 * 光线通过胶体介质时，在入射光方向以外的各个方向上都能检测到光强，从侧向可以看到一个混浊发亮的光柱，此种乳光现象称为廷德尔效应 NO. 14 -2 康普顿效应 (Compton effect) 2011-12-15 氢原子的玻尔理论 (Bohr’s theorem of hydrogen atom) Light-matter interaction Low energy phenomena → Photoelectric effect Mid-energy phenomena → Compton scattering High energy phenomena → Pair production Photoelectric effect Compton scattering Pair production 实验演示及实验结论： 三、康普顿散射实验 在散射线中除有 ，还 ， （ ）； 与 无关，但随散射角 增大而增大。 （相对强度） （散射波长） 1.定性解释 入射光子与介质表面