2022-2023學年高二物理競賽課件：玻爾量子假設

玻爾量子假設

玻爾量子假設一、氫原子光譜的規(guī)律性經(jīng)典物理：電子繞核轉(zhuǎn)動有加速度，有能耗，輻射放出能量，電子軌道半徑會越來越小，最終能量耗盡，電子坍縮到核。兩個后果：連續(xù)的帶狀光譜，原子不穩(wěn)定氫原子光譜:位置穩(wěn)定的分立的線狀光譜紅藍紫6562.84861.34340.5電子能量變化，輻射或吸收光子，形成光譜經(jīng)典理論:諧振子的能量取“連續(xù)值”1.“諧振子”的概念(1900年以前)2.普朗克假定(1900年)Planck-德國物理學家熱磁輻射能量不連續(xù)，能量交換以能量子為最小單位，每個能量子的能量為：1918年P(guān)lanck由此獲得諾貝爾物理學獎其中（稱為Planck常數(shù)）能量量子經(jīng)典僅僅是巧合嗎？！玻爾茲曼運動粒子麥克斯韋電磁輻射統(tǒng)計力學角度，處理熵和幾率時，假定…

玻爾對普朗克量子論的評價思想束縛下獲得的這一解放?！薄霸诳茖W史上很難找到其它發(fā)現(xiàn)能象普朗克的基本作用量子一樣在僅僅一代人的短時間里產(chǎn)生如此非凡的結(jié)果…這個發(fā)現(xiàn)將人類的觀念——不僅是有關(guān)經(jīng)典科學的觀念，而且是有關(guān)通常思維方式的觀念——的基礎(chǔ)砸得粉碎，上一代人能取得有關(guān)自然知識的如此的神奇進展，應歸功于人們從傳統(tǒng)的連續(xù)性，平滑性，概念崩塌微積分基礎(chǔ)，牛頓麥克斯韋理論基礎(chǔ)建筑問題？地基問題？不連續(xù)要求，自然而然無限分割，數(shù)學理想1.定態(tài)假設:原子系統(tǒng)只能在一系列軌道上運動，形成不連續(xù)的穩(wěn)定態(tài)，相應的能量取不連續(xù)的值玻爾的基本假設（穩(wěn)定態(tài)：能量，軌道，角動量）頻率公式3.頻率規(guī)則:

原子從一個穩(wěn)定態(tài)躍遷到另一個穩(wěn)定態(tài),同時發(fā)射(或吸收)單色光。2.軌道量子化：穩(wěn)定的軌道滿足：電子做圓周運動，周長等于波長的整數(shù)倍，角動量L等于的整數(shù)倍。n正整數(shù)，能量量子化，軌道量子化。式中圓周運動速度v，運動半徑r，庫侖力提供向心力，加量子化條件，可得基態(tài)能，第一軌道能玻爾半徑，第一軌道半徑氫原子的能級公式稍加修改，也適用于類氫離子，例如氦離子He+。He原子核外有兩個電子，當它電離失去一個電子后，其結(jié)構(gòu)類似于氫原子，但核電荷數(shù)為+2e。以Z表示類氫離子的核電荷數(shù)，則類氫離子的能級公式為

n=2,3,4,…的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。氫原子所有能級可表示為

n→∞時，En→0，電子已脫離原子核的束縛，真空態(tài)。電離能：把電子從基態(tài)激發(fā)到離核無窮遠的真空態(tài)

氫原子可以發(fā)生能級間躍遷，同時發(fā)射或吸收光子，光子的頻率符合玻爾頻率條件氫原子發(fā)出不同頻率的光形成不同譜線，組成譜線系。氫原子光譜

波數(shù)：單位長度包含的完整波的數(shù)目2)里德伯常數(shù)：1)巴爾末公式：巴爾末公式基態(tài)(n=1)第一激發(fā)態(tài)(n=2)萊曼系(m=1,紫外光)