波尔理论原子跃迁解读[1]

波尔理论解读（高中物理）

原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成,核外电子在不同轨道中围绕原子核运动.这些轨道具有以下性质(波尔理论):

1. 定态假说：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，

电子虽然绕核运动，但不向外辐射能量，这些状态称为定态

2. 跃迁假说（跃迁就是跳的意思）：原子从一种定态跃迁到另外一种定态时，它会辐射或

吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定。

3. 轨道假说：原子的不同能量状态跟电子沿不同轨道绕核运动相对应，原子的定态是不连

续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

波尔理论解读：

核外电子运动在不同轨道中运动时候，电子能量是不同的，由于原子由原子核和电子构成，所以原子能量也是不同的。原子在不同轨道的能量值称为能级。低能量的轨道称为低能级，高能量的轨道称为高能级。不同轨道能量如下图：

氢原子能级图：

越接近原子核电子能量越低，原子能量也就越低。电子处于能量最低的轨道的状态称为基态（即轨道1），轨道1以外的其他轨道的状态称为激发态。同一轨道中能量一样，这样核外电子在同一轨道中运动就不会放出电磁波。由于各轨道能量不同，所以当电子跃迁到其他轨道的时候，能量会发生变化，比如由高能级跃迁到低能级时，能量由高到低，将放出能量，放出的能量以放出光的形式放出来。若由2轨道跃迁到1轨道，则能量差为E 2-E 1=10.2ev ，放出光子是具有能量的，其能量等于E 2-E 1，所以放出光子的频率为：

12-h E E =ν

若从低能级到高能级则吸收能量，吸收能量可以吸收光子和实物粒子。

例：氢原子中电子由轨道1跃迁至轨道2.则吸收能量为E 2-E 1=10.2ev 。这个能量我们可以用光照射，只要光子能量恰好为10.2ev 即可，由于光子不可以分割，所以光子的能量必须是10.2ev 才行，否则氢原子中电子不吸收，而继续处于轨道1中，要跃迁到轨道2必须等到10.2ev 的光子到来才行。吸收光子特点：

若氢原子中电子由某一轨道n 吸收光子后跃迁到轨道m ，吸收光子的能量一定是E m -E n ，多了不行，少了也不行。必须恰恰才行，因为光子不可分割。

假如是吸收实物粒子呢？

实物粒子可以分割，即实物粒子的能量可以分割，这时候只要实物粒子能量E 超过E m -E n ，就可以吸收了，多余的能量E-（E m -E n ）留给实物粒子。

例:用能量为10.3ev 的实物粒子轰击处于基态的氢原子，则氢原子中电子将吸收掉10.2ev 能量由基态跃迁到2能级。多余的0.1ev 将留给实物粒子。氢原子电子不吸收，

因为它吸收之后不能跃迁到高能级。所以不吸收。

特殊状态——电离

若光子或实物粒子的能量E超过13.6ev，这时候氢原子中电子将直接全吸收了，直接从轨道1（基态）跃迁到最高轨道，最后跑出去，脱离氢原子核称为自由电子，这个过程我们称之为电离，13.6又称为电离能。例：用一能量为14ev的光照射处于基态的氢原子时，氢原子的电子将全部吸收掉14ev能量，拿出13.6ev作为电离能电离出去，剩下的0.4ev就是氢原子电子的动能。若用一能量为14ev的实物粒子轰击处于基态的氢原子时，氢原子的电子将电离出去，剩下的0.4ev可能为氢原子电离电子和实物粒子的总动能。