原子物理学总复习大纲.docxVIP

原子物理学总复习大纲 第一章原子模型 纲要 1 ?原子的大小和质量 原子的线度r约在10-10米数量级. 原子的质量使用原子质量单位u,1u为1个碳原子12C质量的1/12, 27 1u=1.6605402X 10-千克. 2?卢瑟福核式结构 几种结构模型：汤姆逊枣糕模型(西瓜模型)、长冈半太郎土星模型、 卢瑟 福核式结构模型。 卢瑟福核式结构模型：原子是由原子核和核外电子组成的，原子核带正电荷 Ze,几乎集中了原子的全部质量，核外电子在核的库存仑场中绕核运动.与实验结 果符合最好。 原子核的线度r为10-14?10-15米的数量级. a粒子散射理论(验证模型的理论) 偏转角与瞄准距离的关系: a 日 b cot— 2 2 或 ctg 9 /2=4 n ￡ °MV/(2Ze 2)b * 1 Z1Z 2 e2 2 1 4 二；0 4 E6d 1 4 二；0 4 E 2 卢瑟福散射公式： 原子核半径大小的估算公式： a rm (1 CSC：) 2 2 _ 1 2Ze2 一 1、 rm r (1 ) 4 0 Mv sin 2 第二章玻尔模型 纲要 1 .里德伯(J.R.Rydberg)方程： 氢、类氢离子的里德伯方程的波数表示形式 ~ = 1 _R 1 1 ~=1 一Zr 1 1 TOC \o 1-5 \h \z _m n _m n 里德伯方程的光谱项表示形式 ~ =T(m)- T(n), 氢、类氢离子里德伯方程的能量表示形式 C 2 『11 h 二 h Z hcRA 2 2 丸 m n Rhc 二 13.6eV 注意：乘积 注意：乘积 4 ；0，并不不包含c c在这里只是非本质地出现 里德伯公式对应的轨道跃迁、能级跃迁两种形象表示 3.其他一些相关量(1)氢、类氢原子的里德伯常量-UI rtEZL0.*H.HfhVH,11竺MRa = R--(2)能级间跃迁两能级能量差E 3.其他一些相关量 (1)氢、类氢原子的里德伯常量 -U I rtEZL0.* H.HfhVH, 1 1竺 M Ra = R-- (2)能级间跃迁两能级能量差E和波长、波数的关系 1.24nmKeV E 线度冃匕量E r 线度 冃匕量 E r^meCc)2 =13.6eV 1 _ E 1.24 nmKeV (3)氢原子、类氢原子轨道半径公式 rn 二 a〔n a1=0.053nm (4)氢原子电子速度公式 X V = v n n a =1/137 一些相关思想 普朗克为了解释黑体辐射实验，引入了能量交换量子化的假说： E=h v :普朗克常量h的物理意义是：h是能量量子化的量度，即能量分立性的量度 。 爱因斯坦发展了普朗克的假说，引入了光量子的概念，以解释光电效应。他 提出光子的能量E=hv (在1917年，又提出光子的动量p=hVc),从而把表征粒子 特性的量(能量和动量)与表征波性的量(波长或频率)联系起来，其间的桥梁 是普朗克常量。 19世纪末，物理学家开始敲开原子的大门，他们发现了电子的电荷e和 质量me，但是，单靠这两个常量既不能决定原子体系的线度，也不能决定它的 能量；线度与能量，总是表征物理结构任一层次的两个基本特征量， 还缺少一个 常量，它正是普朗克常量。 尼尔斯.玻尔把h与e和me结合起来，导出了表征原子体系的线度： 二 0.0529nm4二；0 二 0.0529nm 2_ mee 2 e -g 二 r （3） 玻尔处理原子结构所用的方法是： 对于电子绕原子核运动，用经典 力学处理；对于电子轨道半径，则用量子条件来处理，这就是所谓半经典的量子 论；只对电子的径向运动采取量子理论，而对其角向运动则仍用经典理论。 玻尔之所以选择电子的径向运动先行量子化， 是因为原子坍缩的标志就是电 子轨道半径为零。只要原子半径由于量子化而不可能收缩到零。 原子坍缩问题就 算解决了。 （4） 在表面上完全不同的事物之间寻找它们的内在联系，这永远是自然 科学一个令人向往的主题。玻尔把当时人们 持极大怀疑的卢瑟福模型、普朗克、 爱因斯坦的量子化与表面上毫不相干的光谱实验巧妙地结合了起来，解释了近 30年之谜------巴尔末里德伯公式 首次算出了里德伯常量 玻尔的理论不仅得到光谱实验的支持，而且还为与光谱完全独立的夫兰克-- 赫兹实验所证明。量子态的概念有了可靠的实验依据。 不过，玻尔模型正像“模型”两字所意味着的，有着一系列难以克服的困难， 正是这些困难，迎来了物理学更大的革命（如相对论、量子力学等的发展） 。 （4）锂原子能级特征 A有四组谱线一一每一组的初始位置是不同的，即表明有四套动项。 有二个终端 即有二套固定项。 两个量子数 主量子数n和轨道角动量量子数I。 —条规则――能级跃迁的选择定则 △ i =± 即要求两能级的轨道角动量量子数之差满足