氢原子光谱玻尔理论4副本.ppt

③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 119氢原子线状光谱玻尔氢原子理论 119.1氢原子光谱的规律性 1、卢瑟福的核式模型或称行星模型 F 粒子:质量是电子的 R 7500倍;电量是电子的 2倍,选其速度v=c/15 R:a粒子源;D:狭缝;F:金属箔;S:可沿圆弧运 动的荧光屏;M:放大镜;φ:散射角。 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 结果:大多数a粒子经过金属箔后与原来运动方向 偏离不多,q较小;少数α粒子的φ角很大, 有的近似1800,几乎被弹回! 卢瑟福原子有核模型 原子中央是一个几乎 占有全部原子质量的带有正 电的核,电子在核的周围绕 核运动。 核的半径比原子半径 小得多,约为1014~1015m 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 2、氢原子光谱的规律 1885年巴耳末在研究原子光谱规律时发现,氢原子 光谱在可见光波段的几条谱线呈规律性分布。如下图所 波数 RO 222),n=3,4,5…称为巴耳末系 其中R=1.0967758×10m称为里德伯常数。 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 从20世纪初到1924年,由赖曼等人相继发现了一系列谱线 紫外莱曼系 RO ),n=2,3 可见光巴尔末系v R ),n=3,4, 帕邢系p1 4.5 布拉开系==R( 红外 ),n=56 普丰德系v RO ),n=6,7 汉弗莱系v RO ),n=7,8 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 实验表明:氢原子光谱波数的经验公式可表示为: RO ),m=1,2,3,…;n=m+1,m+2, 确定的m,构成一个线系。 不同的m,构成不同的线系。 3、里兹并合原理 1890年,里德伯、里兹等人,在研究了其他 元素的后指出,光谱可分为若干系,波数可用两 个函数的差值表示,即: v=T(m)-T(n) nm T(m)、T(n)称为谱项。 当m一定时,由不同的n构成一个谱系; 不同的m构成不同的谱系 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 4、原子光谱的实验规律 (1)谱线的波数由两个谱项的差值决定; (2)如果前项的参变量为定值,当后一谱项的参 变量给出不同值时,将给出同一谱系的不同 谱线。 (3)改变前谱项的参变量数值时,将给出不同谱 系 (4)每一谱系的谱线都是分立的、不连续! 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 1192玻尔氢原子理论及其局限性 卢瑟福的有核模型与经典理论的矛盾 根据经典电磁理论,电子绕核 作匀速圆周运动,作加速运动的电 te f 子将不断向外辐射电磁波 ◆原子不断地向外辐射能量, 能量逐渐减小,电子绕核旋转的 频率也逐渐改变,发射光谱应是 连续谱 ◆由于原子总能量减小,电子 将逐渐的接近原子核而后相遇, 原子不稳定 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 2、玻尔的三个假设 假设一电子在原子中,可以在一些特定的轨道 上运动而不辐射电磁波,这时原子处于稳定状态(定 态),并具有一定的能量 假设二电子以速度℃在半径为r的圆周上绕核运 动时,只有电子的角动量L等于h/2兀的整数倍的那些 轨道是稳定的。 量子化条件L=mUr=n h主量子数 2元 1,2,3 假设三当原子从高能量E;的定态跃迁到低能量 E的定态时,要发射频率为v的光子 频率条件hv=E.-E 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 119.3氢原子光谱规律的玻尔理论解释 1、氢原子轨道半径和能量的计算 (1)轨道半径的计算 V 2 e2将角动量量子化 4E。r=P= nvr=n 4丌en2n2 =n^F1 n=1,2,3, Z me 1=0529×10m 核外电子的最小轨道半径,称为 玻尔半径 相邻两轨道半径差:△rn=r1-n=(2n+1 哈尔滨工程大学理学院  ③氢原子光谱波尔理论 第十一章量子物理学基础 (2)能量的计算 P n=1,2,3, 4兀E。Tn K nv n4z。orn *+ Ep=n2 8mer )n=1,2,3, 氢原子的能级公式:E 13.6 eVn=1.2.3 基态能量:E1=-136eV 哈尔滨工程大学理学院