2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和波爾理論

1、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和波爾理論 1885 年瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末把氫原子在可見(jiàn)光的譜線歸納為巴耳末公式： 很早，人們就發(fā)現(xiàn)氫氣放電管獲得的氫原子光譜，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有四條譜線。氫原子是最簡(jiǎn)單的原子，其光譜也最簡(jiǎn)單。Ha： 紅色 656.210nm； Hb ；深綠 486.074nmHg ： 青色 434.010nm； Hd ；紫色 410.120nm常數(shù) 巴爾末公式氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3電子會(huì)落到原子核上。盧瑟福的原子有核模型的困難經(jīng)典電磁理論：原子發(fā)射的光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜。實(shí)驗(yàn)事實(shí)：原子是穩(wěn)定的；原子所發(fā)射的光譜是線狀的，且具有一定的規(guī)律。+氫原子巴爾末線系當(dāng) n=3，4，5，6,為四條可見(jiàn)光譜

2、線H、H、H、H 當(dāng)n=7，8，9，10，為四條紫外部分譜線。巴爾末公式Ha： 紅色 656.210nm； Hb ：深綠 486.074nmHg ： 青色 434.010nm； Hd ；紫色 410.120nm1890年，瑞典物理學(xué)家里德伯提出普遍的方程 里德伯常數(shù)1908年，瑞士物理學(xué)家里茲提出組合原理 波數(shù)表示光譜項(xiàng)巴爾末公式6萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開(kāi)系普方德系 氫原子光譜不是不相關(guān)的，而是有內(nèi)在聯(lián)系的。表現(xiàn)在其波數(shù)可用一普遍公式來(lái)表示：式中：n取從(k+1)開(kāi)始的正整數(shù)，即對(duì)應(yīng)一個(gè)m就構(gòu)成一個(gè)譜線系。每一譜線的波數(shù)都等于兩項(xiàng)的差數(shù)。（廣義巴爾末公式） 氫原子各譜系的名稱賴曼線系_191

3、4年_紫外區(qū)巴爾末系_1885年_可見(jiàn)光帕邢線系_1908年_紅外區(qū)布拉開(kāi)系_1922年_紅外區(qū)普豐德系_1924年_紅外區(qū)哈弗萊系_1953年_紅外區(qū) 8氫原子能級(jí)躍遷與光譜系萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開(kāi)系9萊曼系巴爾末系帕邢系布拉開(kāi)系普方德系 氫原子光譜不是不相關(guān)的，而是有內(nèi)在聯(lián)系的。表現(xiàn)在其波數(shù)可用一普遍公式來(lái)表示：式中：n取從(m+1)開(kāi)始的正整數(shù)，即對(duì)應(yīng)一個(gè)m就構(gòu)成一個(gè)譜線系。每一譜線的波數(shù)都等于兩項(xiàng)的差數(shù)。（廣義巴爾末公式）10令：有：稱為光譜項(xiàng)。氫原子光譜的規(guī)律：1）光譜是線狀的，譜線有一定位置。這就是說(shuō)，譜線有確定的波長(zhǎng)值，而且彼此是分立的。2）譜線間有一定的關(guān)系，例如譜線構(gòu)成一

4、個(gè)譜線系，它們的波長(zhǎng)可以用一個(gè)公式表達(dá)出來(lái)，不同系的譜線有些也有關(guān)系，例如有共同的光譜項(xiàng)。3）每一譜線的波數(shù)都可以表達(dá)為二光譜項(xiàng)之差：（里茲合并原理）任一條譜線的波數(shù)都等于該元素所固有的許多光譜項(xiàng)中的兩項(xiàng)之差， 這是里茲在1908年發(fā)現(xiàn)的。11 1913年，玻爾在盧瑟福的有核模型的基礎(chǔ)上，推廣了普朗克和愛(ài)因斯坦的量子概念，并引用到原子中來(lái)。并結(jié)合原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，提出了關(guān)于氫原子模型的三個(gè)假設(shè)，奠定了原子結(jié)構(gòu)的量子理論基礎(chǔ)。為此他獲得1922年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。玻爾的氫原子理論的三個(gè)重要假設(shè)：定態(tài)假設(shè)量子化條件假設(shè)頻率條件假設(shè)電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng) 有向心加速度電子在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動(dòng) ！應(yīng)用量子化概念結(jié)合里德伯里茲組合原理玻爾提出三個(gè)基本假設(shè)作為氫原子理論的出發(fā)點(diǎn)玻爾關(guān)于氫原子的三個(gè)假設(shè)定態(tài)假設(shè)