《氢原子可见光谱》PPT课件

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1、氢原子可见光谱玻尔氢原子理论4861.3AOHβ4340.5AOHγO4101.7AHδ6562.8AOHa一、氢原子光谱的规律性§4氢原子光谱是线状的，稳定的氢原子结构是稳定的氢原子可见光谱1885年巴耳末得到氢原子可见光谱线波B=3645.7O()A=nn224Bll=n~1=B4n11()222l=n~1波数波数单位长度上的完整波数目长的经验公式：1889年里德伯提出了一个普遍公式：1=n1nR()2k2~=4BR=1.096776×107m-1里德伯常数：氢光谱的波数为：1889年里德伯提出了一个普

2、遍公式：1=n1nR()2k2~赖曼系紫外区(1914年)12=n11nR()2~n=11nR()222巴耳末系可见光(1885年)~3=n11nR()22帕邢系红外区(1908年)~=4BR=1.096776×107m-1里德伯常数：二、经典原子模型问题1.不能解释电子轨道的稳定性。应为连续谱。半径逐渐变小，波长应逐渐改变，原子光谱由于发射电磁波，能量逐渐减少，轨道2.不能解释原子光谱线状特点。电磁波，能量逐渐减少，电子将落入核中。电子作圆轨道运动有加速度，要发射汤姆孙的“葡萄干模型”卢瑟福的原子有核模型

3、（行星模型）三、玻尔的氢原子理论nhnkEkn=E玻尔理论的基本假设的光子νnk到另一定态时，将发射或吸收频率为2.频率条件——原子从一个定态跃迁能量取不连续的量值E1、E2、E3、...。不辐射电磁波。圆轨道中运动，在这些轨道中运动时中的电子只能在一些特殊的1.定态假设——原子系统这些状态称为定态，相应的3.量子化条件——电子作圆周运动，的整数倍其角动量L必须等于π2hπ=2Lnhn=1,2,3,...角动量量子化条件三、玻尔的氢原子理论玻尔理论的基本假设π2h=h约化普朗克常量=Lnhpe由牛顿定律:由

4、量子化假设:从上两式中消去v，得到第n个轨道的半径：εe4vr222mrπ0=四、氢原子轨道半径和能量的计算π=()nhmre20ne22,n=1,2,3,...mhπ2vrn==Ln=1,2,3,...pe所以电子的轨道是不连续的，当n=1，得到氢原子最小轨道半径r1(称为玻尔半径)r=5.29×10-11m1称为轨道量子化。π=()nhmre20ne22n=1,2,3,...=nrr2n1pe氢原子系统的能量等于这一带电系统ε4πnm21reonn22=vE()1nhm22=e480e2π=8Eren2

5、en0用n=1代入，得氢原子的基态能级=-13.6eVεe4vr222mrπ0=将代入得：的电子的动能和电势能之和：hm2E1=e480e2pe1n2=E1En，E1=-13.6eVkEhnkn1E()n=由玻尔的频率条件()1Enhm2n2=e480e2和氢原子的能级R=1.096776×107m-1实验n1nnkmehε284()k21230=c~得到~1=n1nR()2k2与式比较得到：mehε84230=cR理论=1.097373×107m-1实验值和理论值符合得很好！n氢原子光谱中的不同谱线656

6、2.794861.334340.474101.741215.681025.83972.5418.7540.50-13.58-3.39-1.51-0.850EeV12348n=n=n=βγδa布喇开系普芳德系赖曼系巴耳末系连续区mvp=实物粒子的波粒二象性一、德布罗意波nEh=ph=lh=l的关系为：象性。具有动量为mv的实物粒子就有一一切实物粒子(电子、分子)都具有波粒二1924年德国物理学家德布罗意提出：定波长nl与之对应，它们之间和一定频率§5EEk+mc20=由相对论原理得：c若v<<则有mh0v=l

7、p=Ekc()+2m0Ek2=Ekc()+2m0Ekhph=l2E2-E0=c2p22ph=lmh0v=1vc22电子经加速电势差U加速后，其速度由代入德布罗意公式得到电子的德布罗意波波将e,m0,h长为：12mv0eU2=1.22nm=Ulhem0U2()1=l下式决定：等代入得到：c若v<<则有mh0v=l狭缝电流计电子射线镍单晶1927年戴维孙和革末用加速后的电子投二、电子衍射实验射到晶体上进行电子衍射实验。集电器GKUjj2dsinkj=l晶格常数d=9.1×10-11m=o65jU=54V1.22

8、nm=UlU=54V利用布拉格公式:得到波长为:根据德布罗意假说,由加两者波长值很接近，说明德布罗意的晶格常数d=9.1×10-11m戴维孙—革末实验中安排:=o65j2dsinkj=l假说是正确的。速电势差算得的波长为:1.65=0Al=1.670Al[例1]基础训练题-p33-1-4[C]玻尔角动量量子化条件第一激发态：n=2L5∶L2=5∶2=Lnh根据玻尔理论，求氢原子n=5和第一激发态的角动量之比。[例