第一節(jié)玻爾理論

第一節(jié)玻爾理論第八章現(xiàn)代光學(xué)簡介1一.實驗規(guī)律記錄氫原子光譜原理示意圖氫放電管2~3kV光闌全息干板三棱鏡（或光柵）光源21903年湯姆遜首先提出了一個原子模型，它設(shè)想原子中的正電荷以均勻的體密度分布在一個大小等于整個原子的球內(nèi)，而電子則一個個地分布在球內(nèi)的不同位置上。1911年英國物理學(xué)家盧瑟福，提出另一個原子模型，他設(shè)想在原子中央是一個很小的，很重的帶正電荷的原子核，電子繞原子核運動，好象行星繞太陽運轉(zhuǎn)一樣，以上兩種模型究竟那一種正確，要由實驗來檢驗，盧瑟福、蓋革和馬斯頓做了這方面實驗。

a粒子(即氫原子核)散射等其它實驗證實了盧瑟福原子模型是正確的。3氫光譜的里德伯常量

(3)k=2(n=3,4,5,…)

譜線系——賴曼系（1908年）(2)譜線的波數(shù)可表示為

k=1(n=2,3,4,…)

譜線系——巴耳末系（1880年）(1)分立線狀光譜氫原子的巴耳末線系照片4二、原子的核型結(jié)構(gòu)與經(jīng)典理論的矛盾1、連續(xù)光譜，根據(jù)經(jīng)典電磁理論，繞核運動的電子所發(fā)射的光譜應(yīng)是連續(xù)的，這與原子的線狀光譜的實驗事實不符。2、原子由于輻射的緣故，電子的能量減少，它將沿螺旋線逐漸接近原子核，最后落在核上，因此按經(jīng)典理論，盧瑟福的核型結(jié)構(gòu)就不可能是穩(wěn)定系統(tǒng)。1913年玻爾在盧瑟福的核型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，把量子概念應(yīng)用于原子系統(tǒng)，提出三個基本假設(shè)，使氫光譜規(guī)律獲得很好的解釋。三.玻爾氫原子理論52.躍遷假設(shè)1.定態(tài)假設(shè)原子從一個定態(tài)躍遷到另一定態(tài)，會發(fā)射或吸收一個光子，頻率穩(wěn)定狀態(tài)這些定態(tài)的能量不連續(xù)不輻射電磁波電子作圓周運動v6r向心力是庫侖力由上兩式得,第n

個定態(tài)的軌道半徑為r2=4r1r2=9r13.角動量量子化假設(shè)

軌道角動量玻爾半徑7定態(tài)能量認為：氫原子的能量＝電子的動能＋電勢能在量子數(shù)為n的定態(tài)設(shè)電子在無窮遠處的靜電勢能為零，則8可見原子系統(tǒng)的能量是不連續(xù)的，即能量量子化，這種量子化的能量值稱為能級。n=1，E1=-13.6ev，n=2,3,4……En>E1n

,rn

,En0能級趨于連續(xù)，原子趨于電離，電子脫離核束縛稱為自由電子E>0氫原子的最低能級，即基態(tài)能級原子最穩(wěn)定激發(fā)態(tài)，隨n的增大，En也增大，能量間隔減小原子處于電離狀態(tài)，能量可連續(xù)變化電離能：使原子或分子電離所需的能量稱為電離能。9En(

eV)氫原子能級圖萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開系-13.6-1.51-3.390光頻n=1n=2n=3n=4n=5n=610波數(shù)(波長的倒數(shù))當時實驗測得四、氫