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27氢原子光谱
德布罗意提出的波的物理 意义是什么呢? 当前得到公认的关于德布罗意波的实质的解释是玻 恩(M.Born)在1926年提出的。即德布罗意波是概率波。 玻恩的概率波概念可以用电子双缝衍射的实验结果 来说明。 说明尽管单个电子的去向是概 率性的,但其概率在一定条件下 还是有确定的规律的。 物质波并不是经典的波。经典的波是一种运动形式。 在双缝实验中,不管入射波强度如何小,经典的波在 缝后的屏上都应该显示出强弱连续分布的衍射条纹, 只是亮度微弱而已。 实验结果也说明微观粒子并不是经典的粒子。 CAI 5o、德布罗意波的统计意义----几率波(概率波) 5o、德布罗意波的统计意义----几率波(概率波) 机械波: ---位移量在空间传播 电磁波: ---电场强度在空间传播 实物波: ---粒子在空间出现的几率的分布 φ x 电子束 波动观点: 亮 A大 暗 A小 粒子观点: N大 N小 统计观点: 几率大 几率小 实物波动性只有统计意义.IP?几率(粒子出现在P点的几率) 粒子在空间出现的几率分布表现出具有连续特征波动性 结 论 以电子单缝衍射为例: * 原子的 量子理论 §22 原子的量子理论 Basic Knowledge of Quantum Mechanics) 15-4 氢原子的玻尔理论 引言:经典物理中要将光看成是电磁波,而光与原子的相互作用中却要将光看成一颗颗微粒---这两种图象很难想像能将它们统一起来。 但是量子力学却将它们统一了起来,并且大大地扩充了人们的眼界,量子力学的发展分为两个阶段。 1、旧量子力学时代 1913年物理学家玻尔(N·Bohr)根据卢瑟福(Rutherford)原子模型及氢原子光谱提出了氢原子理论,初步奠定了原子物理基础。 2、新量子力学时代 1924年德布罗意(De Broglie)提出了波粒二象性,尔后由德国的薛定谔与海森伯(Heisenbeng)等建立了量子力学。 量子物理起源于对原子物理的研究,人们从原 子光谱中获得原子内部信息。 爱因斯坦评价说: “作为一个科学的思想家,玻尔具有那么惊人的吸引力;在于他具有大胆和谦逊两种品德难得的结合” 氢原子可见光谱 Hβ Hγ Hδ Ha 6562.8? 4861.3? 4340.5? 4101.7? (1)1885年巴耳末得氢原子 可见光谱线波长的经验公式: 称里德伯常数 n=3,4,5,… 里伯归纳 1.波数 单位长度中所含整波的个数 2.巴耳末公式代表一组谱线 n=3(H?)红 n=4 (H?) 深绿 n=5(H?) 青 称巴耳末系 1o、氢原子光谱实验规律 光谱学的数据对物质结构的研究具有重要意义 15-4 氢原子的玻尔理论 赖曼系 帕邢系 布喇开系 普丰德系 (2)后来人们又发现一些在可见光之外的氢原子光谱线 1914年 紫外区 1908年 近红外区 1922年 中红外区 1924年 远红外区 1889年里德伯提出一个普遍方程 T(k)和T(n)称光谱项,每个k、n取上述值构成一个线系 ----广义巴尔末公式: 原子光谱可分为若干个线系,其频率或波数一 般可用两个函数的差值来表示,函数中的参变量分 别为正整数 k 和 n (n k)。 和 称为谱项。当 k 一定时,由不 不同的n 构成一个谱系;不同的 k 构成不同的谱系。 (ⅰ) (3)、里兹并合原理 即某一谱线的波数可由其它两条谱线的波数“ 并合” 算出,这就是称为“ 并合原理”的原因。 (ⅱ)里兹并合原理给出了谱线和波数之间的关系。 例如:有三条谱线和三个光谱项,它们之间的关系 为 2o、玻尔的H原子理论 (一)卢瑟福原子有核模型----经典理论困难 2. 分立谱:不能解释为什么原子光谱是线状的。 电子作轨道运动,由于发射电磁波.能量逐渐减少,轨道半径逐渐变小.发射的电磁波的波长应逐渐改变,原子光谱应为连续谱。 1. 稳定性:不能解释电子轨道运动的稳定性。 电子作轨道运动具有加速度,要向外发射电磁波,电子能量逐渐减少,最后电子将落入原子核中 经典理论困难 核+核外绕核旋转的电子 + + (二)、玻尔理论的三个基本假说 1 定态假设:原子只能处于某些分立的,不连续的能量 状态称定态。 定态中的电子虽然有加速度,但不辐射能量。 2 角动量量子化假设 3.频率假设:原子由一个定态跃迁到另一定态时,将辐射 电磁波,电磁波的频率由下式决定: 称为频率公式 (跃迁假
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