《张丹海《简明大学物理》11-4氢原子的玻尔理论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张丹海《简明大学物理》11-4氢原子的玻尔理论（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回1913年物理学家玻尔（NBohr）根据卢瑟福（Rutherford）原子模 型及氢原子光谱提出了氢原子理论，初步奠定了原子物理基础。NBohr第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回一、氢原子光谱HHHH 6562.34861.3 4340.5 4101.7从氢气放电管可以获得氢原子光谱，在可见光区的几条谱线1885年巴尔末（Balmer）找到了一个经验公式：里德伯常数第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回后来在光谱的紫外区、红外区都发现了氢原子的光谱线 ，这些谱线都
2、可以用和巴耳末公式相似的公式表示 ：普丰德系红外区 帕邢系布拉开系紫外区 莱曼系第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回经典理论解释不了氢原子光谱的规律性1）原子是”短命“的电子绕核运动是加速运动必向 外辐射能量，电子轨道半径越来越 小，直到掉到原子核与正电荷中和 ，这个过程时间10-12秒，因此不 可能有稳定的原子存在。2）原子光谱是连续光谱因电磁波频率 r-3/2，半径的连续变化，必导致产 生连续光谱。+第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回二、氢原子的玻尔理论为了克服经典理论的困难，1913年玻尔在卢瑟福核模 型基础上提出了三条关
3、于原子模型的基本假设 当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子1）稳定态假设2）跃迁假设 3）轨道角动量量子化假设第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回1）稳定态假设电子在原子中只能在一些特定的圆轨道上运动， 而不辐射光，这时原子处于稳定状态(简称定态) ，并具有一定的能量. 当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子2）跃迁假设 当电子从高能
4、态 的轨道跃迁到低能态 的 轨 道上时，要发射能量 的光子EnEk第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子当电子从高能E n 的轨道跃迁到低能量E k 的轨道上时，要发射能量h的光子3）轨道角动量量子化假设电子绕核运动时，只有电子的角动量 等于 的整数倍的 那些轨道才是稳定的，即 第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回1)电子轨道半径的量子化（1）、（2）式联立解之由：+rnm第一玻尔半径结论：电子轨道是量子化的电子绕核运动的轨道半径的可 能值为第十一章 量子物
5、理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回2)定态能量的量子化由：得：基态能量结论：氢原子具有的能量是不连续的，是量子化的，氢原 子可能具有的能量为第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回氢原子能级图基态激发态自由态（电离能）基态能量第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回莱曼系巴耳末系帕邢系布拉开系玻尔理论对氢原子光谱的解释第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回成功：解释 了H光谱，尔后有人推广到类H原子 （ ） 也获得成功（只要将电量换成Ze（Z为原序数）。他的定态跃迁的思想至今仍是正确的。并且它是导致新理论 的跳板。1922年获诺贝尔奖。局限：只能解释H及类H原子，解释不了原子 的精细结构。原因：它是半经典半量子理论的产物。还应用了经典物理的轨 道和坐标的概念三、玻尔理论的成功与局限第十一章 量子物理基础 *11-4 氢原子的玻尔理论下页上页帮助返回例11-5在气体放电管中，用能量为 的电子通过碰撞使氢 原子激发，问受激发的原子向低能级跃迁时，能发射哪些波长 的光波线?解： 设氢原子全部吸收电子的能量后最高激发到第 个能级氢原子最高能激发到n=3的能级，能产生3条谱线
