§15-4 氢原子的玻尔理论.ppt

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1、§15-4氢原子的玻尔理论一、氢原子光谱的实验规律记录氢原子光谱的实验原理氢放电管2~3kV光阑全息干板三棱镜（或光栅）光源氢原子线状光谱（摄谱仪）原子光谱是研究和了解原子内部结构的重要方法研究原子结构规律有两条途径：1.利用高能粒子轰击原子—通过轰出未知粒子来研究(高能物理)2.在外界激发下，通过原子的发射光谱来进行光谱分析（氢原子的巴耳末线系）（氢光谱的里德伯常量）k=2(n=3,4,5,···)谱线系——巴耳末系（1885年）(2)谱线的波数可表示为(3)k=1(n=2,3,4,···)谱线系——赖曼系（1916年）(1)氢原子光谱是分立线状光谱实验规

2、律k=3(n=4,5,6,···)谱线系——帕邢系（1908年）里兹并合原理经典理论的困难卢瑟福(E.Rutherford)原子模型问题原子的稳定性问题？原子分立的线状光谱？(在粒子散射实验基础上提出的)2.跃迁假设二、玻尔的氢原子理论1.定态(稳定状态)假设原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个光子，频率:电子作圆周运动；不辐射电磁波；这些定态的能量不连续。如：E1E2…Ei……v3.轨道量子化假设轨道角动量DavidBohr（1885-1962）r可得第n个定态轨道半径为能量量子化玻尔半径轨道半径量子化基态能量角动量量子化库仑力=向心力r2=4

3、r1r2=9r1En(eV)氢原子能级图赖曼系k=1巴耳末系k=2帕邢系k=3布拉开系k=4-13.6-1.51-3.390光频n=1n=2n=3n=4n=5n=6波数(与实验对比)实验测得经计算得到每一条谱线的波数都可以表示为两项之差或被称为光谱项可得第n个定态轨道半径为能量量子化对于类氢离子根据电离能？成功地把氢原子结构和光谱线特征联系起来,从理论上说明了氢原子和类氢原子的光谱线结构。(2)揭示了微观体系的量子化规律，为建立量子力学奠定了基础。※玻尔的贡献(3)玻尔关于“定态”和“能级跃迁决定谱线频率”的假设是两个重要的基本概念，在量子力学理论中占有重要

4、的地位。(1)不能处理复杂原子的问题(2)完全没涉及谱线的强度、宽度等特征(3)以经典理论为基础,加上一些与经典理论不相容的量子化条件来限定稳定状态，是个半经典半量子的理论☆玻尔理论的局限性试由玻尔氢原子理论计算出巴尔末系第一条谱线的波长。由玻尔的氢原子能级公式知：当电子由n=3→k=2时，发出光子的能量为：例15-6解题题例题15-7在气体放电管中，用能量为12.5eV的电子通过碰撞使氢原子激发，问受激发的原子向低能级跃迁时，能发射哪些波长的光谱线？解（取整）当电子由n=3→k=2时当电子由n=3→k=1时当电子由n=2→k=1时