原子物理學(xué)第1-3章ppt課件

1、褚圣麟?yún)⒖紩厚沂?，茍清泉?谷建中，楊福家 緒緒 論論1.開展史及研討內(nèi)容 物理學(xué)是研討物質(zhì)世界中物體運(yùn)動(dòng)的最普通規(guī)律和物質(zhì)物理學(xué)是研討物質(zhì)世界中物體運(yùn)動(dòng)的最普通規(guī)律和物質(zhì) 物質(zhì)世界按其尺度的大小物質(zhì)世界按其尺度的大小,可分為可分為宇觀宇觀宏觀宏觀微觀微觀 原子的概念兩千年前就提出了原子的概念兩千年前就提出了,而我們學(xué)習(xí)的原子物而我們學(xué)習(xí)的原子物 根本構(gòu)造的學(xué)科根本構(gòu)造的學(xué)科.理學(xué)理學(xué),即建立在科學(xué)根底上的原子學(xué)說即建立在科學(xué)根底上的原子學(xué)說,那么是從那么是從20世紀(jì)初才世紀(jì)初才開場構(gòu)成的一門學(xué)科開場構(gòu)成的一門學(xué)科(屬于近代物理屬于近代物理)。天體物理天體物理經(jīng)典物理經(jīng)典物理量子物理量子物

2、理“原子一詞來自希臘文，意思是原子一詞來自希臘文，意思是“不可分割不可分割的。在公元前的。在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家德漠克世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家德漠克利特利特(Democritus)提出這一概念，并把它看作提出這一概念，并把它看作物質(zhì)的最小單元。物質(zhì)的最小單元。 在十九世紀(jì)，人們在大量的實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)了在十九世紀(jì)，人們在大量的實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)了一些定律，如：一些定律，如：定比定律：定比定律：元素按一定的物質(zhì)比相互化合。元素按一定的物質(zhì)比相互化合。假設(shè)兩種元素能生成幾種化合物，假設(shè)兩種元素能生成幾種化合物，那么在這些化合物中，與一定質(zhì)量那么在這些化合物中，與一定質(zhì)量的甲元素化合的乙元素的質(zhì)量，互的甲元素化合

3、的乙元素的質(zhì)量，互成簡單整數(shù)比。成簡單整數(shù)比。倍比定律：倍比定律： 在此根底上，在此根底上，1893年道爾頓提出了他的原子年道爾頓提出了他的原子學(xué)說，他以為學(xué)說，他以為:1.一定質(zhì)量的某種元素，由極大數(shù)目的該元一定質(zhì)量的某種元素，由極大數(shù)目的該元 素的原子所構(gòu)成；素的原子所構(gòu)成；2.每種元素的原子，都具有一樣的質(zhì)量，每種元素的原子，都具有一樣的質(zhì)量，不同元素的原子，質(zhì)量也不一樣；不同元素的原子，質(zhì)量也不一樣； 3.兩種可以化合的元素，它們的原子能夠按兩種可以化合的元素，它們的原子能夠按 幾種不同的比率化合成幾種化合物的分子。幾種不同的比率化合成幾種化合物的分子。1885年，巴爾末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜

4、系規(guī)律年，巴爾末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜系規(guī)律1887年，赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)年，赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)年，倫琴發(fā)現(xiàn)X射線射線1896年，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性年，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性1897年，湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子年，湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子1900年，普朗克黑體輻射實(shí)際年，普朗克黑體輻射實(shí)際1911年，盧瑟福原子模型年，盧瑟福原子模型1913年，波爾氫原子實(shí)際年，波爾氫原子實(shí)際光譜學(xué)的開展光譜學(xué)的開展的研討內(nèi)容：的研討內(nèi)容：1原子原子.分子構(gòu)造分子構(gòu)造.性質(zhì)性質(zhì). 運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相互作用。運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相互作用。2以及由此如何決議物體宏觀性質(zhì)等問題以及由此如何決議物體宏觀性質(zhì)等問題.重點(diǎn)：單價(jià)電子原子重點(diǎn)：單價(jià)電子原子

5、 雙價(jià)電子原子雙價(jià)電子原子第一第一 章章 原子的根本情況原子的根本情況1 原子的質(zhì)量與大小原子的質(zhì)量與大小要求：要求：質(zhì)量、體積大小的數(shù)量級如何換算，如何測定？質(zhì)量、體積大小的數(shù)量級如何換算，如何測定？質(zhì)量的換算：某原子實(shí)踐質(zhì)量質(zhì)量的換算：某原子實(shí)踐質(zhì)量molNM原子量體積的測定：方法有三。體積的測定：方法有三。23mol10026N .個(gè)個(gè)原子半徑數(shù)量級：原子半徑數(shù)量級：m10r10(自學(xué)自學(xué))電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn) 電子的發(fā)現(xiàn)并不是偶爾的，在此之前已電子的發(fā)現(xiàn)并不是偶爾的，在此之前已有豐富的積累。有豐富的積累。 1811 1811年，阿伏伽德羅年，阿伏伽德羅A.AvogadnoA.Avoga

6、dno定律定律問世，提出問世，提出1mol1mol任何原子的數(shù)目都一樣。任何原子的數(shù)目都一樣。 1833 1833年，法拉第年，法拉第M.FaradayM.Faraday提出電提出電解定律，解定律，1mol1mol任何原子的單價(jià)離子永遠(yuǎn)帶任何原子的單價(jià)離子永遠(yuǎn)帶有一樣的電量有一樣的電量- -即法拉第常數(shù)。即法拉第常數(shù)。1874年，斯迪尼年，斯迪尼G.T.Stoney綜合上述兩綜合上述兩個(gè)定律，指出原子所帶電荷為一個(gè)電荷的整個(gè)定律，指出原子所帶電荷為一個(gè)電荷的整數(shù)倍，這個(gè)電荷是斯迪尼提出，用數(shù)倍，這個(gè)電荷是斯迪尼提出，用“電子電子來命名這個(gè)電荷的最小單位。來命名這個(gè)電荷的最小單位。 1897年，

7、湯姆遜年，湯姆遜J.J.Thomson發(fā)現(xiàn)電子：發(fā)現(xiàn)電子：經(jīng)過陰極射線管中電子荷質(zhì)比的丈量，湯姆遜經(jīng)過陰極射線管中電子荷質(zhì)比的丈量，湯姆遜J.J.Thomson發(fā)現(xiàn)了電子的存在。發(fā)現(xiàn)了電子的存在。1、模型的提出：、模型的提出：散射實(shí)驗(yàn)安裝散射實(shí)驗(yàn)安裝eH鐳鉑熒光屏實(shí)驗(yàn)景象：實(shí)驗(yàn)景象：1大部分小角散射大部分小角散射2030800012 的的 粒子粒子90018002 原子的有核模型原子的有核模型 盧瑟福盧瑟福 粒子的大角散射粒子的大角散射 湯姆遜(Thomson)模型以為,原子中正電荷均勻分布在原子球體內(nèi)，電子鑲嵌在其中。原子好像西瓜，瓜瓤好比正電荷，電子好像瓜籽分布在其中。電子分布在分別的同心

8、環(huán)上，電子在各自的平衡電子分布在分別的同心環(huán)上，電子在各自的平衡位置附近做微振動(dòng)。因此可以發(fā)出不同頻率的光，位置附近做微振動(dòng)。因此可以發(fā)出不同頻率的光，而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會(huì)發(fā)光。這對于解而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會(huì)發(fā)光。這對于解釋當(dāng)時(shí)已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、元素的周期性以及原子釋當(dāng)時(shí)已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、元素的周期性以及原子的線光譜，似乎是勝利的。的線光譜，似乎是勝利的。R湯姆孫模型湯姆孫模型7300emm電電子子的的影影響響忽忽略略22024ZerRFr時(shí)，22024ZerRFR時(shí)，33ZerRQrR時(shí)時(shí)，有有效效電電荷荷量量33ZerRQrR時(shí)，有效電荷量223002244eQZe rFrR電荷

9、受力湯姆遜模型中，湯姆遜模型中，a粒子受力最大是在球外表時(shí)粒子受力最大是在球外表時(shí)不能夠構(gòu)成大角散射不能夠構(gòu)成大角散射盧瑟夫有核模型盧瑟夫有核模型rQ2、 粒子散射實(shí)際粒子散射實(shí)際1庫侖散射公式abMvbZe2Mv42ctg2220Mve20.:b瞄準(zhǔn)間隔瞄準(zhǔn)間隔散射角散射角的速度 vvvvt0tv0vbmZe.xyF推導(dǎo)：假設(shè)條件推導(dǎo)：假設(shè)條件1單次散射單次散射2靶核不動(dòng)靶核不動(dòng)3只需庫侖力只需庫侖力4電子作用忽略電子作用忽略r正電荷分布在正電荷分布在10-14-10-15maMF1dtvdMrr4Ze22002角動(dòng)量守恒外力距L0M常數(shù)LdtdMrI 22002MrLdvdMdtddvdM

10、rra :得dLravd00vvt00tvvvvvdt020tvvv0vtvvvvmv21mv21t02t20即2v2vsin0u2v2sin左tv0vbmZe .xyFrMve20.: 1代入 00drLa右0sincosijLa ijLa sin2cos12ijLa2sin2cos2cos202cos2uLa vmrL2La22v2cossinabMvaLvctg22.得證討論：討論：b越小,ctg越小,那么越大 即越接近靶核,散射 越大。 2) 假設(shè)靶核較輕，核運(yùn)動(dòng) 不可忽略 那么把整個(gè)運(yùn)動(dòng) 放在質(zhì)心坐標(biāo)系中, 變 為cMmmM21MM折合質(zhì)量 dLravdtvv 000 dijLa )

11、cos(sinbMvrMvL00sinbMv0r0rxy2盧瑟福公式盧瑟福公式ddbR打在打在 bb+db上上環(huán)內(nèi)落在d散射截面：散射截面：bdbd22222/aMvctgb 2bdMva2/sin2/cos3222dctgMva212/sin122222222222sin4sincos22dSRdRdrrrrdrd bddRrdd2cos2sin4/2224d4sin2adMv盧瑟福公式盧瑟福公式 散射到散射到 之間的那么個(gè)立體角之間的那么個(gè)立體角 之內(nèi)之內(nèi) 的粒子所對應(yīng)的一個(gè)原子的有效截面的粒子所對應(yīng)的一個(gè)原子的有效截面d。ddd 一個(gè)粒子打在一個(gè)粒子打在 的能夠性多大的能夠性多大? 設(shè)：

12、靶的面積為設(shè)：靶的面積為A，厚度，厚度 t 很小前后不遮蓋很小前后不遮蓋 單位體積內(nèi)原子數(shù)為單位體積內(nèi)原子數(shù)為N。對每個(gè)原子有一個(gè)對每個(gè)原子有一個(gè)- dNtANtdANdNd總有效散射面積總有效散射面積-問題問題:意義：意義：靶子共有原子總數(shù)是靶子共有原子總數(shù)是22224014sin2ZedMvd那么一個(gè) 粒子被散射到 內(nèi)的幾率：有n個(gè)粒子打在靶上ddnnAtdNAd /3.盧瑟福實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證盧瑟福實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)展了4個(gè)實(shí)證：2422sin24dnnNtadMv 當(dāng)n ,M,v(同一 源)一定, N, t ,z (同一散射體一定時(shí)， 改動(dòng) 有40sin2dnCd與 無關(guān)2zdn當(dāng)n、M、v、N

13、、A、t一定，改動(dòng)靶資料,z變，那么當(dāng)n、M、v、N、z、 一定，改動(dòng) t，那么有tdn 當(dāng)N、t、z、 一定， 改動(dòng)v，那么有4/1vdn tdnN22244sin2anNtdMv變變 變變 t；變變 v；變變 z；實(shí)際與實(shí)驗(yàn)的吻合證明了盧瑟福假設(shè)4.原子核大小的推斷原子核大小的推斷經(jīng)過經(jīng)過a粒子與原子核之間的最小間隔，判粒子與原子核之間的最小間隔，判別原子核半徑的上限別原子核半徑的上限2220112224mZeMvMvr有心力場中，角動(dòng)量守恒有心力場中，角動(dòng)量守恒mMvbMvr 2142021(1)104sin2mZermMv5.對對a粒子散射實(shí)驗(yàn)的闡明粒子散射實(shí)驗(yàn)的闡明1散射截面的問題散

14、射截面的問題2大角散射和小角散射的問題大角散射和小角散射的問題3核外電子的問題核外電子的問題1原子光譜原子光譜研討原子構(gòu)造的重要途徑之一研討原子構(gòu)造的重要途徑之一一一.光譜記錄與分析光譜記錄與分析光譜：光源所發(fā)出的一切波長成分的集合光譜：光源所發(fā)出的一切波長成分的集合分光：分光：kdsin 角位置決議譜線角位置決議譜線譜線分析：譜線分析：根據(jù)譜線位置分析確定光源光波的成分根據(jù)譜線位置分析確定光源光波的成分二二. 光譜分類光譜分類線狀譜線狀譜帶狀譜帶狀譜延續(xù)譜延續(xù)譜原子譜原子譜.分子譜分子譜固體固體.如如;白熾燈白熾燈三三. 發(fā)射譜與吸收譜發(fā)射譜與吸收譜普通發(fā)射譜與普通發(fā)射譜與 吸收譜一樣。吸收

15、譜一樣。第二章第二章 原子能級與輻射原子能級與輻射延續(xù)譜延續(xù)譜分光分光記譜記譜太陽譜太陽譜700多條黑線大氣的吸收譜多條黑線大氣的吸收譜如如:鈉燈鈉燈 2. 氫原子光譜規(guī)律氫原子光譜規(guī)律H3nH4nH5nH6n41minRn n 一一. .巴爾末系巴爾末系-氫原子可見光譜規(guī)律及閱歷公式氫原子可見光譜規(guī)律及閱歷公式4861.3 4340.5 4101.7 6562.8 氫氫燈燈HHHH if實(shí)驗(yàn)規(guī)律：實(shí)驗(yàn)規(guī)律：5, 4, 3)121(122 nnRH 波 1 mRH里德堡常數(shù)含整波的個(gè)數(shù)單位長度1波數(shù)：線系限二、二、H原子的其它線系原子的其它線系, 4 , 3 , 2)

16、111(122nnR, 6 , 5 , 4)131(122nnR, 7 , 6 , 5),141(122nnR, 8 , 7 , 6),151(122nnR賴曼系賴曼系帕邢系帕邢系布喇開系布喇開系普豐德系普豐德系kn321kn1k1R122;),()()(nTkTnRkRv22普通式普通式紫外近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外H光譜共同特點(diǎn)：光譜共同特點(diǎn)：1分別譜分別譜n2同一系中譜線間有嚴(yán)厲的規(guī)律，同時(shí)有線系限同一系中譜線間有嚴(yán)厲的規(guī)律，同時(shí)有線系限 n增大增大 減小減小 減小到減小到 min3不同線系間也有一定規(guī)律不同線系間也有一定規(guī)律光譜項(xiàng)：光譜項(xiàng)： 2nRnTH nTmT 3m2m1mn321m.1原

17、子光譜是線狀分別譜原子光譜是線狀分別譜2各譜線的波數(shù)有嚴(yán)厲的關(guān)系各譜線的波數(shù)有嚴(yán)厲的關(guān)系(線系線系)3每個(gè)波數(shù)都可寫為：每個(gè)波數(shù)都可寫為： nTmT里茲并合原理例：例： 2)(: nRnTLi三、原子光譜的規(guī)律三、原子光譜的規(guī)律 2:nRnTHH 1. 玻爾實(shí)際的三個(gè)根本假說玻爾實(shí)際的三個(gè)根本假說原子只能處于某些分立的原子只能處于某些分立的,不延續(xù)的能量形狀不延續(xù)的能量形狀定定態(tài)態(tài)nEEE;21每一能態(tài)對應(yīng)一軌道電子不輻射每一能態(tài)對應(yīng)一軌道電子不輻射,不吸收不吸收.能量穩(wěn)定能量穩(wěn)定2 )量子假設(shè)量子假設(shè):nP 角動(dòng)量 原子由一個(gè)定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時(shí)，將輻射原子由一個(gè)定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時(shí)，將輻射

18、 電磁波，電磁波的頻率由下式?jīng)Q議電磁波，電磁波的頻率由下式?jīng)Q議:knknEEh n=1,2,3.2h1) 定態(tài)假設(shè)：定態(tài)假設(shè)：3)頻率假設(shè)：頻率假設(shè)：rmvP 3 玻爾氫原子實(shí)際2、玻爾實(shí)際、玻爾實(shí)際H原子電子軌道半徑：原子電子軌道半徑：rn22204veFmrr向220121112 42EmveVr動(dòng)動(dòng)勢勢能能 2nmvrPr, 3 , 2 , 1)4(02222nrnmenron兩式聯(lián)立兩式聯(lián)立Arrn530101. 第一玻爾半徑第一玻爾半徑0009432rrrrnn; 3、H原子能量原子能量En 能級公式能級公式氫原子的能量氫原子的能量=這一帶電系統(tǒng)的靜電勢能和電子動(dòng)能之和這一帶電系統(tǒng)的

19、靜電勢能和電子動(dòng)能之和nnremvE022421nnrere02024421 nre028 結(jié)論：只需束縛態(tài)的電子的能量才有能量量子化特征。41222218nomeEEh nn ;, 3 , 2 , 1n主量子數(shù)eVhmeEo6 .1382240電離能束束縛縛態(tài)態(tài) 基基態(tài)態(tài)eVEn6 .13; 11 第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài)4; 22OEEn 第第二二激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)9/; 303EEn 電電離離態(tài)態(tài)0; En小小大大大大 EEnn;222024()onrnn rme4. 波數(shù)公式波數(shù)公式knEEhv 1122()EEchnk)(22011nkE 122111()Evh ckn )(2211nkR 理

20、理kn 171009677581 mR.實(shí)實(shí))(22121nRv 實(shí)實(shí)巴mR.理理吻吻合合1ERhc 理41222218nomeEEh nn1215.681025.83972.54nE延續(xù)區(qū)延續(xù)區(qū) 01E2E3E8n=1n=2n=3n=4巴爾末系巴爾末系賴曼系賴曼系布拉開系布拉開系珀邢系珀邢系5.H能級圖與軌道圖能級圖與軌道圖 躍遷圖躍遷圖02rnrn+e4r4n3r3n2r2n1r1n.,rrnnEEn0En01,121nEEnknEEhv 12211()Ekn玻爾實(shí)際對玻爾實(shí)際對H光譜的解釋光譜的解釋 波數(shù)公式：波數(shù)公式：122111()E nE kEvhchc

21、kn 吻合的意義：吻合的意義：1H光譜實(shí)驗(yàn)證明玻爾實(shí)際正確性。光譜實(shí)驗(yàn)證明玻爾實(shí)際正確性。2反之，玻爾實(shí)際給里德堡閱歷公式反之，玻爾實(shí)際給里德堡閱歷公式 明晰物理圖象及意義。明晰物理圖象及意義。hcETnnKKKThcEhcEEvmin11ERhc 注：第一激發(fā)電勢：從基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷注：第一激發(fā)電勢：從基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷所需電勢所需電勢6.非量子化的形狀和延續(xù)光譜非量子化的形狀和延續(xù)光譜當(dāng)電子間隔原子核很遠(yuǎn)時(shí)，當(dāng)電子間隔原子核很遠(yuǎn)時(shí)，勢能為勢能為0，總能等于動(dòng)能，總能等于動(dòng)能，為正為正2220011224ZeEmvmvr任意正值非量子化非量子化軌道軌道從非量子化軌道向量子化軌道躍遷時(shí)，

22、放出光子從非量子化軌道向量子化軌道躍遷時(shí)，放出光子24222201248noZemehvEEmvrh n20212hcRmvnnE延續(xù)區(qū)延續(xù)區(qū) 01E2E3E8n=1n=2n=3n=41215.681025.83972.54巴爾末系巴爾末系賴曼系賴曼系布拉開系布拉開系珀邢系珀邢系注：波爾實(shí)際的根底注：波爾實(shí)際的根底1光譜的實(shí)驗(yàn)資料和閱歷規(guī)律光譜的實(shí)驗(yàn)資料和閱歷規(guī)律2原子核式構(gòu)造原子核式構(gòu)造3普朗克的量子論普朗克的量子論作業(yè)：p76-1;3;8答案：T31025 ；1215 ；6563 ；4 玻爾實(shí)際在類H離子中的運(yùn)用一、類一、類 H離子的離子的 rn、En、 實(shí)際公式：實(shí)際公式：類類H離子：離

23、子：-構(gòu)造與構(gòu)造與H一樣的離子一樣的離子+ZeeBeLiHe例2222r4Zervm0nrmvp)(r4Ze21r4Zemv21E00222n022202:4r()nnrm ZeZ得220220222nnZEh8Zemn1E)()11(2220nmZhcEhcEEmnnErZn22248nhmeEon)4(222menron二、類二、類H離子光譜及實(shí)際解釋離子光譜及實(shí)際解釋1、He+光譜光譜1897年年 畢克林畢克林 He+譜如圖譜如圖22n121RHHHH5 4 5 . 33n里德堡推出閱歷公式：里德堡推出閱歷公式：2、He+實(shí)際實(shí)際;5,6,7,8n4,m, 2,H取因?qū)τ赯e結(jié)論：結(jié)論：

24、 He+譜畢克林系實(shí)際與實(shí)驗(yàn)吻合的好譜畢克林系實(shí)際與實(shí)驗(yàn)吻合的好 問題：實(shí)際與實(shí)驗(yàn)有誤差，譜線不重合，為什麼？問題：實(shí)際與實(shí)驗(yàn)有誤差，譜線不重合，為什麼？5; 5 .4; 4;5 .3; 3n)11(2220nmZhcEhcEEmn)2(121(1412:22222nRnRHeHe則mMMmmrMrrrr 2121三、原子核運(yùn)動(dòng)效應(yīng)三、原子核運(yùn)動(dòng)效應(yīng)R變變hch8meRM2204,核不動(dòng)：核不動(dòng)：m+ZeeMCr1r2修修 正：正： rmMMrMmmr2 2r r 122221204MVmvZerrr2220,4mMZemMrMmrMm折合質(zhì)量系統(tǒng)角動(dòng)量系統(tǒng)角動(dòng)量122hMVrmvrn22hr

25、n rmMMrMmmr2 2r r 1mMMmmrMrrrr 212122204mMZerMmr2224()onrne折合質(zhì)量取代了折合質(zhì)量取代了m不變勢rzeE024 2220124kpzeEEErr系統(tǒng)能量：2222121122Mrmr2222121vr 2211:22EMvmv動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能42228oeh n折合質(zhì)量取代了折合質(zhì)量取代了mm代換用hche182204 R R: :則則討論：討論：偏移偏移;)(eH22212HeeRn1n1ZRH1)(2可推算可推算M，歷史上測定重氫，歷史上測定重氫氘的存在氘的存在m+ZeeMCr1r2MmRmMMR 11MmMmhche 182204 Li

26、HeHZRRRRMZ,1E nE kvhc波數(shù)：5 夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn) -從能量吸收證明原子內(nèi)量子態(tài)的存在實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)原理原理221emveV I ,E , V :KG電子不碰撞I ,E :電子碰撞一一.A熱陰極KG柵極A 接納極汞原子氣體V1V2eVF安裝安裝實(shí)驗(yàn)景象實(shí)驗(yàn)景象AIKGV0 4.1 9 13.9結(jié)果：結(jié)果：I 4.9vV )(以10A2537 )(發(fā)射2討論分析討論分析VevEEEh9 . 412 第一激發(fā)電勢vV9 . 41I , eV , , V , .V )(1碰撞不接收v941I , , , 9 . 4V )2(1電子汞原子接收一次碰EvI , E , V , , 9 . 4

27、V ) 3 (1電子余下部分隨著接收一部分vI , , , V )(1Ev94二次碰撞1汞有一個(gè)=4.9ev的量子態(tài)。2光譜解釋0A2537hcev944.9evhc .證明了原子內(nèi)部確證明了原子內(nèi)部確有分立能態(tài)存在。有分立能態(tài)存在。121EEeV結(jié)論：結(jié)論：+-A熱陰極KG1柵極A 接納極 汞原子V2eVFG2較高激發(fā)電勢的丈量較高激發(fā)電勢的丈量第二激發(fā)電勢vEEeV7 . 6V 2132亞穩(wěn)態(tài)的存在亞穩(wěn)態(tài)的存在2.電離電勢的測定電離電勢的測定G1GAK1K6 量子通那么與索末菲電子橢圓軌道一、玻爾量子條件另一方式一、玻爾量子條件另一方式nh2mvrvmrhnnP2nhLPPll2同一軌道：

28、nhdlPdPl二、索末菲推行量子條件二、索末菲推行量子條件量子通那量子通那么么3 . 2 . 1 iin P，hndii其中，廣義動(dòng)量 是自變量為i的動(dòng)量 廣義坐標(biāo)i是動(dòng)量相應(yīng)的變量。iP+ze-errV, rPnhdlPdPl量子通那么有幾個(gè)自在度 就有幾個(gè)量子條件 和幾個(gè)量子數(shù)三、量子論推導(dǎo)量子通那么三、量子論推導(dǎo)量子通那么輻射源的線振子的能量輻射源的線振子的能量,1,2,3.nEnhvn,1,2,3.nnEE Tnhnv線振子的位移線振子的位移線振子的速度線振子的速度sindqAtdt cosqAt量子通那么量子通那么dqpdqmdqdt2dqmdtdt222202sinTmAt dt

29、2212nmA TE TnpdqE Tnh三三.電子的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的長短半軸量子條件公式電子的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的長短半軸量子條件公式橢圓軌道量子條件：）（1 Phnd）（2 Phndrrr）（322 mrmrmrvP ）（4 rmmvPrr）（51a1r12cos）對1 (2-1 ab 短軸偏心率長軸22cabaca守守恒恒力力矩矩c cv vm m rP 0abc）（12 PphndPd202hnP角量子數(shù)3 . 2 . 1nVrVVVVVr, P )(hndr2rr對2rr34PP :)()(r由)6(22 ddrrPrrPPr ddrrcos1sin1 ) 7(1lncos1lnln:5ln

30、2 ar drddrrPdrPr 2)8(cos1sin rddr）（ 51cos112ar ddrrdP222 dP22220cos1sin cos1sin222dPIP cos1sinsin2dIhn1112PdrPr2rrn1ban1nnbar長短軸滿足的量子條件1:主量子數(shù):角量子數(shù):徑量子數(shù)結(jié)論結(jié)論:電子只能在滿足以上條件的量子軌道上運(yùn)動(dòng)電子只能在滿足以上條件的量子軌道上運(yùn)動(dòng), a、b不是恣意的。不是恣意的。1-1122nnnrnnnnba3 . 2 . 1nnrnnn3 . 2 . 112 . 1 . 0nnnnr1 1. .2 2. .3 3n n a a: : 02rZn長長軸軸nrZnn3 . 2 . 10