玻尔氢原子理论ppt课件.ppt

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1、四了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法.二了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒子的波粒二象性.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系.三了解海森堡不确定关系.一　理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论.教学基本要求第19章原子的量子理论引言：经典物理中要将光看成是电磁波，而光与原子的相互作用中却要将光看成一颗颗微粒---这两种图象很难想像能将它们统一起来。但是量子力学却将它们统一了起来，并且大大地扩充了人们

2、的眼界，量子力学的发展分为两个阶段。1、旧量子力学时代1913年物理学家玻尔（N·Bohr）根据卢瑟福（Rutherford）原子模型及氢原子光谱提出了氢原子理论，初步奠定了原子物理基础。2、新量子力学时代1924年德布罗意（DeBroglie）提出了波粒二象性，尔后由德国的薛定谔（Schrödinger）与海森伯（Heisenbeng）等建立了量子力学。让我们顺着历史的车轮，来领略一下量子力学的风光，欣赏近代物理学上的另一朵鲜花吧！1927年，量子力学开始应用于固体物理，并导致了半导体、激光、超导研究的发展，此后由此又导致了半导体集成

3、电路、电子、通信、电子计算机的发展，使人类进入信息时代…..。一、原子模型变迁1、汤姆逊父子的面包夹葡萄干模型（1902-4）------整个原子呈胶冻状的球体，正电荷均匀分布于球体上，而电子镶嵌在原子球内，在各自的平衡位置作简谐振动并发射同频率的电磁波。r~10-10m19-1玻尔的氢原子理论量子物理起源于对原子物理的研究，人们从高能粒子的散射实验和原子光谱中获得原子内部信息。§19—1玻尔的氢原子理论2、卢瑟福的粒子散射实验和原子的核结构模型+-1909年,Geiger和Marsden的粒子对金属铂片的散射实验中发现部分大角度散

4、射事例+-原子的正电荷部分大约集中在10-15到10-14m的小球内——原子线度的万分之一。原子的中心是一个带正电的核，原子的质量几乎全部都集中于核上，电子绕原子核运动，核的线度为10－15~10－14m，原子线度10－10m。卢瑟福的α粒子散射验证了核式模型。α粒子：1911年Rutherford提出了原子的核结构模型：原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，占据整个原子的极小一部分空间，而电子带负电，绕着原子核转动，如同行星绕太阳转动一样—原子的核结构模型——又称太阳系模型。核结构模型很好地解释了粒子散射实验，但却使经典理论陷

5、入困境：（1）原子的稳定性问题（加速带电粒子辐射）（2）原子光谱的线状光谱问题（卢瑟福的连续谱）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.+二、氢原子光谱的实验规律：HHHH6562.3Å4861.3Å4340.5Å4101.7Å2、1885年巴尔末（Balmer）找到了一个经验公式：B=3645.7Ån=1、2、3...当n=3、4、5、

6、6•••时可分别给出各谱线的波长如n=3：n=4：ÅÅ…………这些值与实验结果吻合得很好1、氢原子光谱：光谱学中常用频率及空间频率表示:由（1）式:称之为里德伯常数里德伯指出,如将(2)式中的“22”换成其它整数m的平方,还可得到其它谱线系.m=1、2、3…...n=2、3、4…...{n>m巴尔末公式——波数m=1、2、3…...n=2、3、4…...{n>m巴尔末公式2345612345mn光谱系区域日期赖曼（Lyman）系巴尔末（Balmer）系帕邢（paschen）系布喇开（Brackett）系普芳德（Pfund）系紫

7、外可见红外红外红外1916年1880年1908年1922年1924年此后又发现碱金属也有类似的规律。3、氢原子光谱的其它谱线系m=1，2，3，4，5，…...n=m+1,m+2,m+3,…...{4、氢原子光谱的数学表达式赖曼系巴尔末系帕邢系布喇格系普芳德系一般表达式：里兹并合原理对于碱金属5、里兹并合原理注意：经典理论解释不了H原子光谱按1911年卢瑟福提出的原子的行星模型--电子绕原子核（10-12m）高速旋转对此经典物理势必得出如下结论：然而事实不是这样，如果找不到一种理论说明，巴尔末公式只不过是一种有趣的猜测游戏而已+1）原子是

8、”短命“的+电子绕核运动是加速运动必向外辐射能量，电子轨道半径越来越小，直到掉到原子核与正电荷中和，这个过程时间<10-12秒，因此不可能有稳定的原子存在。2）原子光谱是连续光谱因电磁波频率r-3/2，