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原子的量子论

Introduction引言1.重要的历史人物1）J.J.Thomson（汤姆孙）和G.P.Thomson(英国）2）E.Rutherford（卢瑟福）（英国）3）N.Bohr（玻尔）（丹麦）4）L.Broglie（德布罗意）（法国）5）W.K.Heisenberg（海森堡）（德国）6）PaulDirac（狄拉克）（英国）7）W.Paul（泡利）（奥地利）8）E.Schrodinger（薛定谔）（奥地利）

2.原子电子的发现，标志着人类迈进了微观世界-----原子的世界---------遵循什么样的规律？电子量子力学微观世界的‘牛顿力学’！！！

3.基本问题原子电子+？电子带负电，质量大约为最轻的氢原子的二千分之一！！电中性问题一：肯定有带正电的‘物质’，原子的质量是如何分布的？问题二：肯定有带正电的‘物质’，原子的电荷是如何分布的？

4.两个重要的原子模型：1）汤姆孙的葡萄干模型2）卢瑟福的原子核模型原子结构的行星模型电子

§20-1AtomicSpectraofHydrogen氢原子光谱的规律性1.AtomicSpectra原子光谱：发射光谱：物质发射电磁波，形成的叫发射光谱。吸收光谱：当电磁波通过物质，一些波长的电磁波能被物质吸收，形成吸收光谱。实验证明：发射谱与吸收谱相对应；原子的光谱随原子的不同而不同，成为识别原子的特征标。

原子光谱的重要特征：线状光谱

十九世纪后半叶,很多科学家都在寻找谱线的规律,1885年巴尔末(J.J.Balmer,1825—1898,瑞士一中学教师)发现了氢原子光谱在可见光部分的规律（1884年6月25日）,即2.氢原子的光谱规律

常数R叫里德伯常数：后来发现氢原子光谱线的波长可由下列一般公式给出：相同的谱线组成一谱线系，主要有：1），赖曼系Lymanseries:紫外区

2），巴尔末Balmerseries:3）帕邢系Paschenseries:可见光区红外光区

4），布喇开系Bracketlseries:5），普芳得Pfundseries:红外光区红外光区

原子光谱的线状性是原子内部电子运动的反映，这种不连续性意味着什么呢？如果原子中的电子（如氢原子的电子）运动满足经典的理论，光谱应是什么？原子坍塌连续谱电子

1.N.Bohr（玻尔）（丹麦）§20-2BohrModelofHydrogenAtom玻尔的氢原子理论1885~1962，J.J.Thomson汤姆孙和E.Rutherford卢瑟福的学生，对卢瑟福的有核原子模型产生极大的兴趣。1913年先后发表《论原子构造和分子构造》，1922年获诺贝尔物理学奖，1937年访问过中国。主要贡献：1）玻尔的氢原子理论，为量子力学的创立做出很大贡献；2）哥本哈根理论物理研究所和哥本哈根学派的创始人，培养了大批的杰出物理学家；3）核物理：参加了美国的原子弹制造；4）爱争论：玻------爱争论。

2.玻尔的氢原子理论轨道轨道1）三点假设：（1）原子中存在一些稳定的轨道，电子只能在这些轨道上在静电力的作用下按经典力学规律运动，但不发射电磁波。这些轨道称为原子的定态，具有恒定的能量，称为能级；（2）电子在这些轨道上作圆周运动，其角动量不能取任意值，由下式给出：将量子概念第一次引入原子世界；

（3）当原子（电子）从能量高的定态（激发态）跃迁到能量较低的定态，将发射光子，光子的能量等于：

2）几点结论：从下列方程：设为静止要求会推导！！！

显然，有：（1）电子运动的轨道半径：称为第一玻尔半径；分立值

（2）电子的运动速度：分立值其中为第一玻尔轨道上电子的运动速度，等于：

3）能级：取无限远处为电势能零点，有电子（原子系统）的能量为：

…..能级图基态第一激发态第二激发态其中为第一玻尔轨道上的能量：能量是量子化的！！

4）电子从能量高的激发态跃迁到能量低的态，发射的光子的频率为：光子显然：与实验值完全吻合。

5）电离：当电子吸收能量，可从一个低能态跃迁到高能态，如吸收的能量足够大，可使电子脱离原子，这过程叫电离。从一个定态电离电子所需的能量称为该态的电离能：吸收能量对于基态，电离能为。

6）用能级公式说明氢原子几个谱线系是哪些能级之