氫原子光譜的的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

氫原子光譜的的實(shí)驗(yàn)規(guī)律第1頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一賴曼系，紫外區(qū)巴爾末系，可見光區(qū)帕邢系，紅外區(qū)布拉開系，紅外區(qū)普豐德系，紅外區(qū)哈弗萊系，紅外區(qū)其他元素的光譜也有類似的規(guī)律性。原子光譜線系的規(guī)律性深刻地反映了原子內(nèi)部的規(guī)律性氫原子光譜第2頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二.玻爾的氫原子理論（1）定態(tài)假設(shè)

原子系統(tǒng)只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，電子雖然作加速運(yùn)動(dòng)，但并不輻射電磁波，這些狀態(tài)稱為原子的穩(wěn)定狀態(tài)（簡(jiǎn)稱定態(tài)），相應(yīng)的能量分別為。（2）頻率條件

當(dāng)原子從一個(gè)能量為的定態(tài)躍遷到另一能量為的定態(tài)時(shí)，就要發(fā)射或吸收一個(gè)頻率為的光子。玻爾輻射頻率公式玻爾第3頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）量子化條件

在電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)中，其穩(wěn)定狀態(tài)必須滿足電子的角動(dòng)量等于的整數(shù)倍的條件。角動(dòng)量量子化條件

為量子數(shù)三.氫原子軌道半徑和能量的計(jì)算

根據(jù)電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)的模型及角動(dòng)量量子化條件可以計(jì)算出氫原子處于各定態(tài)時(shí)的電子軌道半徑。第4頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一玻爾半徑

電子處在半徑為的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以計(jì)算出氫原子系統(tǒng)的能量為能量是量子化的。第5頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基態(tài)能級(jí)；的各穩(wěn)定態(tài)稱為受激態(tài)；時(shí)能級(jí)趨于連續(xù)。玻爾的氫原子理論第6頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氫原子的能級(jí)圖賴曼系巴耳末系帕邢系玻爾的氫原子理論第7頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一根據(jù)氫原子的能級(jí)及玻爾假設(shè)，可以得到氫原子光譜的波數(shù)公式與氫原子光譜經(jīng)驗(yàn)公式是一致的。

R理論值與實(shí)驗(yàn)值符合得很好。玻爾的創(chuàng)造性工作對(duì)量子力學(xué)的建立有著深遠(yuǎn)的影響。玻爾的氫原子理論第8頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一所以例題18-6在氣體放電管中,用能量為12.5eV的電子通過(guò)碰撞使氫原子激發(fā),問(wèn)受激發(fā)的原子向低能級(jí)躍遷時(shí),能發(fā)射那些波長(zhǎng)的光譜線?解：設(shè)氫原子全部吸收電子的能量后最高能激發(fā)到第n能級(jí)因?yàn)閚只能取整數(shù),所以氫原子最高能激發(fā)到n=3的能級(jí),當(dāng)然也能激發(fā)到n=2的能級(jí).于是能產(chǎn)生3條譜線。此能級(jí)的能量為：第9頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第10頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.玻爾理論的缺陷玻爾理論仍然以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)，定態(tài)假設(shè)又和經(jīng)典理論相抵觸?！窳孔踊瘲l件的引進(jìn)沒(méi)有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉?。●?duì)譜線的強(qiáng)度、寬度、偏振等無(wú)法處理?！竦?1頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一量子理論：具有確定能量的原子不輻射電磁波；僅當(dāng)電子在不同的“軌道”躍遷或者說(shuō)在不同的能級(jí)間躍遷時(shí)才輻射。頻率滿足n—主量子數(shù)1、2、3、4……K、L、M、N……n

=1

基態(tài)65432第一激發(fā)態(tài)L.S.B.S.P.S.1、能量量子化-13.6eVn13.6電離一個(gè)基態(tài)氫原子需要13.6eV

能量；電離一個(gè)第一激發(fā)態(tài)氫原子需要3.4eV

能量。四、量子理論第12頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例題：氫原子光譜的巴耳末系中波長(zhǎng)最大的譜線1，其次為2，求比值1/2.解：

n=2

n=3

n=412第13頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例題：處于第三激發(fā)態(tài)的氫原子，可能發(fā)出的光譜線有多少條？其中可見光譜線幾條？解：第三激發(fā)態(tài)

n=4六條譜線喇曼系3條——紫外線巴耳末系2條——可見光帕邢系1條——紅外線n=4n=3n=2n=1第14頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、角動(dòng)量量子化具有確定能量的電子角動(dòng)量可有若干，角動(dòng)量大小spd角量子數(shù)

l

=0、1、2……n-1l

決定角動(dòng)量大小。En——nn個(gè)

例：第二激發(fā)態(tài)的電子n=3對(duì)應(yīng)角量子數(shù)l

=012—3s

——L=0—3p——L=—3d——L=第15頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、角動(dòng)量取向量子化Z具有確定角動(dòng)量的電子，角動(dòng)量方向可有若干，L在任意一軸上（如：沿磁場(chǎng)方向）投影LZ

磁量子數(shù)

m

=0、±1、±2……±l

決定角動(dòng)量方向。對(duì)應(yīng)一l可能有2l+1

個(gè)不同取向。m=