波爾氫原子理論

波爾氫原子理論第25章玻爾得原子量子理論一、經(jīng)典理論對(duì)原子結(jié)構(gòu)存在得困難1、氫原子光譜里德伯常數(shù)得實(shí)驗(yàn)值:

2、巴爾末系得里德伯公式(1885)1——經(jīng)驗(yàn)公式賴曼系:帕邢系:布喇開(kāi)系:普芳德系:3、廣義得巴爾末公式:(氫原子光譜得其她線系)紫外區(qū)紅外區(qū)原子具有線光譜；實(shí)驗(yàn)表明:各譜線間具有一定的關(guān)系；每一譜線的波數(shù)都可表達(dá)為兩個(gè)光譜項(xiàng)之差。2其中：和稱為光譜項(xiàng)經(jīng)典理論得解釋:1)根據(jù)原子得有核模型,原子能量為:向心力作用

電子加速運(yùn)動(dòng)

輻射電磁波E,r

原子半徑為m實(shí)際半徑為m

相矛盾2)原子發(fā)光得頻率應(yīng)等于電子運(yùn)動(dòng)得頻率電子運(yùn)動(dòng)軌道不斷減小,速度大小不變

運(yùn)動(dòng)周期減小

頻率增大

輻射光譜應(yīng)就是連續(xù)光譜

與實(shí)驗(yàn)相矛盾3二、玻爾得原子量子論1、盧瑟福原子模型(原子得有核模型)質(zhì)疑:原子得穩(wěn)定性問(wèn)題？原子分立得線狀光譜？玻爾:1911年秋、哥本哈根劍橋

廣義得巴爾末公式:光子得能量=能量之差。取不連續(xù)得值1913‘哲學(xué)雜志’原子構(gòu)造與分子構(gòu)造湯姆遜、盧瑟福普朗克、愛(ài)因斯坦、漢森41922NobelPrice1)定態(tài)假設(shè):原子處于一系列不連續(xù)穩(wěn)定態(tài)。3)軌道量子化條件:2)躍遷假設(shè):3、玻爾得氫原子理論:2、玻爾原子系統(tǒng)得基本假設(shè)量子數(shù)

束縛態(tài)

原子電離軌道就是量子化得1)氫原子得軌道半徑:51530.r?=1n=其她可能得軌道:-------第一玻爾軌道半徑2)氫原子得能級(jí)

電子在半徑為rn

得軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),原子系統(tǒng)得總能量就是:

將rn

代入上式:(第一玻爾軌道)激發(fā)態(tài)能量量子化基態(tài)能量63453)電子運(yùn)動(dòng)得速度n

、速度Vn

一個(gè)能級(jí)將對(duì)應(yīng)一條圓軌道由:74、氫原子光譜得理論解釋1)里德伯常數(shù)得理論值根據(jù):令:這就是什么？得:而實(shí)驗(yàn)值:——廣義得巴爾末公式！8每一個(gè)光譜項(xiàng)都對(duì)應(yīng)一個(gè)確定能級(jí):2)解釋分立得譜線3)解釋譜線系

為什么存在譜線系？

為什么有些譜線在短波區(qū)、有些長(zhǎng)波區(qū)？什么情況下在什么區(qū)？看:

氫原子能級(jí)圖

不同得v對(duì)應(yīng)不同得譜線。9

v不連續(xù),能級(jí)不連續(xù)大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜5、夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)——驗(yàn)證原子系統(tǒng)定態(tài)能級(jí)存在051015100200300實(shí)驗(yàn)裝置:陰極柵極VAKGP板極K極G極電壓VG極加反向電壓P極實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(V)(1)改變V,——到達(dá)P極得電子增加。(2)V=4、9v后,形成一峰值(3)每隔

V=4、9v,就有峰值出現(xiàn)。10汞蒸氣

V=4、9v只能有一個(gè)解釋:4、9eV

恰好就是汞原子某能級(jí)間得能量差實(shí)驗(yàn)證實(shí):汞原子基態(tài)能–第一激發(fā)態(tài)能量=4、9eV汞原子發(fā)射得光譜:代入光子能量公式:11051015100200300（V）為什么？進(jìn)一步得實(shí)驗(yàn)證實(shí):第二激發(fā)態(tài)電勢(shì)為6、7v電離電勢(shì)為10、4v陰極柵極VAKGP板極汞蒸氣1、狀態(tài)能量:原子系統(tǒng)處于某激發(fā)態(tài)時(shí)所具有得能量。2、激發(fā)能量:原子從基態(tài)被激發(fā)到某一激發(fā)態(tài),外界所提供得能量某狀態(tài)得激發(fā)能量=該狀態(tài)得狀態(tài)能量-基態(tài)能量5、電離能:把某能級(jí)得電子搬到無(wú)限遠(yuǎn)處所需要得能量。數(shù)值上等于狀態(tài)能量得絕對(duì)值4、結(jié)合能:將動(dòng)能為零得電子從無(wú)限遠(yuǎn)處移來(lái)和一個(gè)離子結(jié)合成基態(tài)得原子所放出得能量。數(shù)值上等于最低能量得絕對(duì)值注意幾個(gè)概念:123.氫原子的狀態(tài)能量

氫原子中電子的狀態(tài)能量例1:計(jì)算將動(dòng)能為