《原子的量子理论》PPT课件

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1、第二十一章原子的量子理论1811年Avogadro化学原子学说1808年Dalton化学反应中，原子不可分解，性质不变；不同元素的原子不同，每种原子有确定原子量。气体由分子组成，分子由原子组成。1869年Mendeleyev发现元素周期律，预言新元素现代原子学说同温同压的同体积气体含相同数目的分子。19世纪末三大发现——X射线、放射性和电子19世纪末的三大发现(1)X射线的发现(2)放射性的发现(3)电子的发现X射线的发现原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然减速时伴随的辐射，称为X射线。其特点是：1在电磁场中不发生偏转。2穿透力强3波长较短

2、的电磁波，范围在0.001nm~10nm之间。AK高压1895年伦琴发现，高速电子撞击某些固体时，会产生一种看不见的射线，它能够透过许多对可见光不透明的物质，对感光乳胶有感光作用，并能使许多物质产生荧光，这就是所谓的X射线或伦琴射线。德国实验物理学家，1895年发现了X射线，并将其公布于世。由于X射线的发现具有重大的理论意义和实用价值，伦琴于1901年获得首届诺贝尔物理学奖金。伦琴（W.K.Rontgen，1845-1923）放射性的发现贝克勒尔放射型物质发出的射线有三种：天然放射现象J.J汤姆逊电子的发现28岁任卡文迪许实验室主任J.J汤姆逊在发现电子上

3、的贡献(1)：J.J.汤姆逊于1897年4月30日在英国皇家学会首次讲述了他的看法：阴极射线是由比原子小的带电粒子组成的，而且阴极射线是带负电荷的物质粒子。(2)：并测量了其荷质比e/m(3)：阴极射线在各种材料中都有，证明是原子的一部分TheNobelPrizeinPhysics1923forhisworkontheelementarychargeofelectricityandonthephotoelectriceffectR.Millikan(1868-1953)近代的测量值为：一：原子结构1．原子模型J.J汤姆逊模型（1898年）西瓜模型葡萄干布丁

4、模型正电荷均匀分布于原子球体内，电子嵌于其中。卢瑟福卢瑟福：J.J汤姆逊的研究生，卡文迪许实验室第四任主任E.Rutherford(1871-1937)粒子轰击金箔实验“就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一样”可转动的探测器可转动的探测器金箔放射源原子的核式模型2．原子模型卢瑟福模型（1911年）核式结构模型行星模型正电荷集中于占原子线度1/104的核内，电子绕核运动。卢瑟福模型的困难1：解释不了原子的稳定状态2：原子光谱的分离性（1）经典核模型的困难根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动，作加速运动的电子将不断向外辐射电磁波.+原子不断

5、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.+引言：原子光谱光谱电磁辐射频率成分和强度分布的关系图光源分光器（棱镜或光栅）纪录仪（感光底片或光电纪录器）光谱仪按光谱结构分类:连续光谱固体热辐射线光谱原子发光1.氢原子光谱的实验规律1885年，瑞士一中学教师发现了氢原子光谱在可见光部分的规律。称为波数,称为里德堡常数.nf和ni是正整数,当nf一定时,每个ni对应一条谱线,所有ni对应的谱线合成一线系,谱线的波数由两个光谱项的差决定.(1)nf=1赖曼系（紫外

6、光部分）后来又发现了氢原子紫外和红外部分的光谱线,总结出氢原子光谱的规律：（2）nf=2巴尔末系（可见光部分）(3)nf=3帕邢系（红外部分）(4)nf=4布拉开系（红外部分）莱曼系巴尔末系帕邢系布拉开系普丰德系氢原子能级图-13.58-3.39-1.51-0.85-0.540En(eV)12354氢原子能级图卢瑟福模型的困难1：解释不了原子的稳定状态2：原子光谱的分离性玻尔（1885~1962）N.Bohr(1885-1962)二、氢原子的玻尔理论丹麦理论物理学家尼尔斯·玻尔，1885年10月7日生于哥本哈根，玻尔在求学期间成绩优异，敢于创新，22岁就获

7、得丹麦皇家科学院金质奖章，26岁获哥本哈根大学哲学博士学位。先在电子发现者汤姆逊主持的剑桥大学卡文迪许实验室工作，后去曼彻斯特学术中心拜卢瑟福为师。从此走上一条崭新的道路，得到了充分发挥聪明才智的机会，富于创造性的玻尔用量子论修正了卢瑟的原子模型的缺陷，受到卢瑟福的赞扬，并指点玻尔作进一步周密考虑和计算玻尔因此获1922年诺贝尔物理学奖。（1）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.量子化条件频率条件假设二电子以速度在半径为的圆周上绕核运动时，只有电子的角动量等于的整数倍的

8、那些轨道是稳定的.量子数假设三当原子从高能量的定态跃迁到低能量的定