課玻爾氫原子理論級演示文稿

課玻爾氫原子理論級演示文稿當(dāng)前第1頁\共有22頁\編于星期三\11點（優(yōu)選）課玻爾氫原子理論級當(dāng)前第2頁\共有22頁\編于星期三\11點

1.同時具有，都是光的本性；

2.不同時顯現(xiàn)：

光的波粒二象性波動性：干涉、衍射、偏振粒子性：發(fā)射、傳播、與物質(zhì)相互作用當(dāng)前第3頁\共有22頁\編于星期三\11點第十九章原子的量子理論當(dāng)前第4頁\共有22頁\編于星期三\11點經(jīng)典物理中要將光看成是電磁波，而光與原子的相互作用中卻要將光看成一顆顆微粒---這兩種圖象很難想像能將它們統(tǒng)一起來。但是量子力學(xué)卻將它們統(tǒng)一了起來，并且大大地擴(kuò)充了人們的眼界，量子力學(xué)的發(fā)展分為兩個階段。1、舊量子力學(xué)時代

1913年物理學(xué)家玻爾（N·Bohr）根據(jù)盧瑟福（Rutherford）原子模型及氫原子光譜提出了氫原子理論，初步奠定了原子物理基礎(chǔ)。1897年,J.J.湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子（1906年獎），并認(rèn)為電子是原子的組成部分。引言當(dāng)前第5頁\共有22頁\編于星期三\11點2、新量子力學(xué)時代1924年德布羅意提出了波粒二象性。（1929年獎）1925年海森伯建立了矩陣力學(xué)。（1932年獎）1926年德國的薛定諤建立了量子力學(xué)。（1933年獎）當(dāng)前第6頁\共有22頁\編于星期三\11點讓我們順著歷史的車輪，來領(lǐng)略一下量子力學(xué)的風(fēng)光，欣賞近代物理學(xué)上的另一朵鮮花吧！

1927年起，量子力學(xué)應(yīng)用于固體物理，并導(dǎo)致了半導(dǎo)體、激光、超導(dǎo)研究的發(fā)展，此后由此又導(dǎo)致了半導(dǎo)體集成電路、電子、通信、電子計算機的發(fā)展，使人類進(jìn)入信息時代…..。

1927年戴維遜和G.P.湯姆遜，電子衍射實驗證實粒子波動性。（1937年獎）當(dāng)前第7頁\共有22頁\編于星期三\11點第19章原子的量子理論19.1玻爾的氫原子理論

19.2物質(zhì)波及不確定關(guān)系19.3波函數(shù)

薛定諤方程19.4氫原子多電子原子中電子的分布*19.5激光*19.6半導(dǎo)體*19.7原子核和基本粒子簡介

當(dāng)前第8頁\共有22頁\編于星期三\11點19.1玻爾的氫原子理論一、玻爾理論的實驗基礎(chǔ)原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中于原子核上電子繞原子核做圓周運動整個原子呈電中性，很穩(wěn)定。原子線度10－10m核的線度為10－15~10－14

m1.原子的有核模型（盧瑟福）b.核式結(jié)構(gòu)：原子核＋電子a.盧瑟福的α粒子散射實驗當(dāng)前第9頁\共有22頁\編于星期三\11點波數(shù)：單位長度上含有的波的數(shù)目一、玻爾理論的實驗基礎(chǔ)2.氫原子光譜的實驗規(guī)律656.23nm486.13nm434.25nm410.17nma.巴爾末經(jīng)驗公式：里德堡常數(shù)當(dāng)前第10頁\共有22頁\編于星期三\11點b.綜合經(jīng)驗公式：一、玻爾理論的實驗基礎(chǔ)2.氫原子光譜的實驗規(guī)律a.巴爾末經(jīng)驗公式：m=1，2，3，4，…...n=m+1,m+2,…...{賴曼系巴爾末系帕邢系布喇格系光譜項c.里茲合并原理：當(dāng)前第11頁\共有22頁\編于星期三\11點二、經(jīng)典電磁理論遇到的困難盧瑟福原子模型＋經(jīng)典電磁理論1.原子光譜是連續(xù)光譜電子繞核運動是加速運動必向外輻射電磁波，電磁波頻率r-3/2，半徑的連續(xù)變化，必導(dǎo)致產(chǎn)生連續(xù)光譜。2.原子不可能是穩(wěn)定系統(tǒng)——原子是”短命“的電子繞核運動是加速運動必向外輻射能量，電子軌道半徑越來越小，直到掉到原子核與正電荷中和，這個過程時間<10-12秒，因此不可能有穩(wěn)定的原子存在。+當(dāng)前第12頁\共有22頁\編于星期三\11點1913年英國劍橋大學(xué)的學(xué)生N·Bohr完全拋棄經(jīng)典電磁理論，采用量子概念，提出了三條假設(shè)，成功地解釋了H原子光譜。三、玻爾氫原子理論1.玻爾的三條假設(shè)定態(tài)能級假設(shè)角動量量子化假設(shè)頻率條件當(dāng)前第13頁\共有22頁\編于星期三\11點三、玻爾氫原子理論1.玻爾的三條假設(shè)a.定態(tài)能級假設(shè):原子系統(tǒng)只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài).b.角動量量子化假設(shè):電子繞核運動的角動量滿足角動量量子化條件：E1、E2、E3···

。n=1、2、3、當(dāng)前第14頁\共有22頁\編于星期三\11點E2E1E3三、玻爾氫原子理論1.玻爾的三條假設(shè)a.定態(tài)能級假設(shè):能級b.角動量量子化假設(shè):E1、E2、E3···

。n=1、2、3、c.頻率條件：當(dāng)原子從一個能級躍遷到另一個能級時，放出或吸收一個光子，其頻率滿足：當(dāng)前第15頁\共有22頁\編于星期三\11點三、玻爾氫原子理論2.討論a.軌道半徑的量子化：+rnMm對Z=1氫原子：n=1的軌道r1稱為玻爾半徑：量子數(shù)為n的軌道半徑：當(dāng)前第16頁\共有22頁\編于星期三\11點三、玻爾氫原子理論2.討論b.能量量子化：基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第二激發(fā)態(tài)n>1，稱激發(fā)態(tài)對氫原子Z=1，n＝1時：n=1，稱基態(tài)當(dāng)前第17頁\共有22頁\編于星期三\11點三、玻爾氫原子理論2.討論c.氫原子光譜：d.n很大時，量子化特征消失當(dāng)前第18頁\共有22頁\編于星期三\11點解釋H原子光譜+n=1n=2n=3n=4n=6n=5賴曼（Lyman）系巴爾末（Balmer）系帕邢（paschen）系布喇革（Brackett）系普芳德（Pfund）系當(dāng)前第19頁\共有22頁\編于星期三\11點原子的基態(tài)電離能——從基態(tài)躍遷到n=大（En=0）狀態(tài)時所需能量。原子的激發(fā)態(tài)電離能——從某激發(fā)態(tài)躍進(jìn)到

n=大（En=0）狀態(tài)時所需能量。如：計算氫原子的基態(tài)電離能：當(dāng)前第20頁\共有22頁\編于星期三\11點四、玻爾理論的成功與局限成功：解釋了H光譜，和類H原子光譜定態(tài)能級假設(shè)能級間躍遷的頻率條件局限：以經(jīng)典理論為依據(jù)，推出電子運動軌道，半徑及速度，人為引進(jìn)量子條件，限制電子運動不能自洽。對稍復(fù)雜的系統(tǒng)，如氦、堿土金屬的光譜等無法解釋。當(dāng)前第21頁\共有22頁\編于星期三\11點盧瑟福的學(xué)生，在其影響下具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，勤奮好學(xué)，平易近人，很多科學(xué)家紛紛來到他身邊工作。當(dāng)有人問他，為什么能吸引那么多科學(xué)家到他身邊工作時，他回答說：“因為我不怕