康普顿效应效应和波尔氢原子理论

《康普顿效应效应和波尔氢原子理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、15.3康普顿效应15.4波尔的氢原子理论第15章量子物理θ0λ0一、实验规律15.3康普顿效应的增大而增大。随散射角X光管光阑散射物体探测器0散射线中有两种波长0、，二、经典物理的解释经典理论只能说明波长不变的散射，而不能说明康普顿散射。电子受迫振动同频率散射线发射单色电磁波θ说明受迫振动0照射散射物体三、光子理论解释能量、动量守恒1.入射光子与外层电子弹性碰撞外层电子受原子核束缚较弱动能＜＜光子能量近似自由近似静止静止自由电子(1)2.X射线光子和原子内层电子相互作用光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。原子自由电子000内层电子被紧束缚，光子相

2、当于和整个原子发生碰撞；所以，波长改变量康普顿波长光子内层电子外层电子波长变大的散射线波长不变的散射线说明(2)波长0轻物质（多数电子处于弱束缚状态）弱强重物质（多数电子处于强束缚状态）强弱吴有训实验结果例λ0=0.02nm的X射线与静止的自由电子碰撞,若从与入射线成900的方向观察散射线。解能量守恒，反冲电子动能等于光子能量之差动量守恒根据动能、动量关系，波长为求散射线的波长λ一、氢原子光谱实验规律记录光谱原理示意图15.4玻尔的氢原子理论氢放电管2~3kV光阑全息干板三棱镜（或光栅）光源氢光谱的里德伯常量k=2(n=3,4,5,…)谱线系——巴耳末系（1908年）(2)谱线的波数可

3、表示为两项之差(3)k=1(n=2,3,4,…)谱线系——赖曼系（1880年）(1)分立线状光谱氢原子的巴耳末线系照片二、玻尔氢原子理论原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个光子，其频率稳定状态定态的能量不连续不辐射电磁波电子作圆周运动v2.跃迁假设1.定态假设r向心力是库仑力由上两式得,第n个定态的轨道半径为r3=9r13.角动量量子化假设电子能量-13.6eV轨道角动量玻尔半径r2=4r1r1En(eV)氢原子能级图莱曼系巴耳末系帕邢系布拉开系-13.6-1.51-3.390光频n=1n=2n=3n=4n=5n=6波数(波长的倒数)当时实验测得其中计算得到里德伯-里兹并合原则(

4、1896年)卢瑟福原子的有核模型（1911年）普朗克量子假设（1900年）玻尔氢原子理论(1913年）!成功的把氢原子结构和光谱线结构联系起来。!!局限性：不能处理复杂原子的问题，根源在于对微观粒子的处理仍沿用了牛顿力学的观念.说明