15-04玻尔理论1

赋予它们量子化的特征 .
§15–4 氢原子的玻尔理论
例 在气体放电管中，用携带着能量12.2eV的电子去轰击 氢原子，试确定此时的氢可能辐射的谱线的波长。 解： En-E1=12.2eV En=E1+12.2eV=–13.6eV+12.2eV=–1.4eV 由
E1 En 2 n
得
n
即氢原子所能达到的能级对应于n＝3。 E2=E1/22=–3.4eV
§15–4 氢原子的玻尔理论
一 近代氢原子观的回顾 1 氢原子光谱的规律性 巴耳末氢原子光谱可见光部分规律
1 1 R( 2 2 ) , n 3,4, 2 n
里德伯氢原子光谱公式
1
1 1 波数 R( 2 2 ) n f ni
1
n f 1,2,3,4,, ni n f 1, n f 2, n f 3, 7 1 里德伯常量 R 1.097373153410 m
h 量子化条件 L mvr n 2π
假设三 辐射假设 频率条件
n 1,2,3,
发 射 吸 收 Ei
主量子数
h Ei E f
Ef
§15–4 氢原子的玻尔理论
2 vn m 由牛顿定律 2 4π 0 rn rn
氢原子能级公式 2
e
h 由假设 2 量子化条件 mv n rn n 2π
r
e
v e F +
e
e +
§15–4 氢原子的玻尔理论
（2）玻尔的三个假设 假设一 原子电子在一些特定的轨道上运动而不辐 射电磁波，原子处于稳定状态（定态），并具有一定的 能量.----定态假设 假设二 只有电子的角动量 L等于 h 的那些轨道是稳定的.----量子化假设
2π 的整数倍
23
E1 3.12 En
E3=E1/32=–1.51eV
同理
hc 6.57 107 m 657nm E3 E2 hc hc 12 13 =122nm E2 E1 E3 E1
=103nm
用能量为12.2eV的光子去轰击氢原子，情况又如何？
谱 级 跃系 迁 巴耳末系 莱曼系

n 1
E
§15–4 氢原子的玻尔理论
氢原子玻尔理论的意义和困难
（1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）；
（2）正确地指出定态和角动量量子化的概念； （3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱； （4）无法解释比氢原子更复杂的原子； （5）把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的； （6）是半经典半量子理论，存在逻辑上的缺点，即把 微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又
0 0.85 1.51 3.4
E1 13.6eV
（电离能）
激发态能量 ( n 1)
En E1 n
2
基态 n 1
13.6
§15–4 氢原子的玻尔理论
玻尔理论对氢原子光谱的解释 m e4 1 h En 2 2 2 8 0 h n
Ei E f
m e4 1 1 2 3 ( 2 2 ) , ni n f c 8 0 h c n f ni 4 me 7 1 1 . 097 10 m R （里德伯常量） 2 3 8 0 h c n E 0 氢 n4 原 布拉开系 n 3 与 帕邢系 子 光 n2 能 1
红外
1 1 布拉开系 R( 2 2 ) , n 5,6, 4 n
1 1 普丰德系 R( 2 2 ) , n 6,7, 5 n 1 1 1 汉弗莱系 R( 2 2 ) , n 7,8, 6 n 1
1
§15–4 氢原子的玻尔理论
rn 0hFra bibliotek2π m e2
n a0 n (n 1,2,3,)
2 2
玻尔半径 r1 a0
0h
2 2
πme
5.2910 m
2
11
1 e 2 第 n 轨道电子总能量 En mvn 2 4π 0 rn
§15–4 氢原子的玻尔理论 2 1 2 e 自 氢原子能级图 En mvn 由 2 4π 0 rn E / eV 态 n m e4 1 E1 En 2 2 2 2 激 n4 8 0 h n n 发 n3 态 n 2 基态能量(n =1)
§15–4 氢原子的玻尔理论 1 1 1 紫外 莱曼系 R ( 2 2 ) , n 2,3, 1 n 1 1 1 可见光 巴尔末系 R ( 2 2 ) , n 3,4, 2 n 1 1 1 帕邢系 R ( 2 2 ) , n 4,5, 3 n
2 卢瑟福的原子有核模型
1897年 J.J.汤姆孙发现电子
1903年，汤姆孙提出原子的“葡萄干蛋糕模型” 卢瑟福的原子有核模型（行星模型）
§15–4 氢原子的玻尔理论
粒子散射实验
粒子探测器
荧光屏
验证原子有核结构模型
镭放射源

显微镜
射线
金箔
§15–4 氢原子的玻尔理论
二 氢原子的玻尔理论 （1）经典核模型的困难 根据经典电磁理论，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， 发射光谱应是连续谱； 电子将逐渐的接近原子核而 后相遇，原子不稳定