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1、HHHH6562.34861.3 4340.5 4101.71885年巴尔末（年巴尔末（Balmer）找到了一个经验公式：）找到了一个经验公式：B=3645.7n=3、4、5.玻尔的氢原子理论玻尔的氢原子理论一、氢原子光谱的实验规律一、氢原子光谱的实验规律原子光谱：每种原子辐射由多种频率成分的电磁波，电磁波的排列构成了原子光谱。如n=3：1里德伯常数定义波数定义波数k=1、2、3.n=2、3、4.里德伯公式或广义巴尔末公式2 2 3 4 5 612345kn光光 谱谱 系系区域区域日期日期赖曼（赖曼（Lyman）系）系巴尔末（巴尔末（Balmer）系）系帕邢（帕邢（paschen）系）系布喇开
2、（布喇开（Brackett）系）系普芳德（普芳德（Pfund）系）系紫外紫外可见可见可见可见红外红外红外红外1916年年1880年年1908年年1922年年1924年年k=1、2、3.n=2、3、4.3卢瑟福卢瑟福 ( (E.Rufherford， 18711937) 英国物理学家英国物理学家. 1899年发现铀盐放射年发现铀盐放射出出、 射线，提出天然放射性元素的射线，提出天然放射性元素的衰衰变理论和定律变理论和定律. 根据根据 粒子散射实验，提出了原子的粒子散射实验，提出了原子的有核模型有核模型，把原子结构的研究引上了正，把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为原子物理之父确的轨道，被誉为
3、原子物理之父玻玻 尔尔 (Bohr . Niels 18851962)丹麦物理学家，现代物理学的创始人之一丹麦物理学家，现代物理学的创始人之一.在卢瑟福原子有核模型基础上提出了关于原在卢瑟福原子有核模型基础上提出了关于原子稳定性和量子跃迁理论的三条假设，从而子稳定性和量子跃迁理论的三条假设，从而完满地解释了完满地解释了氢原子光谱氢原子光谱的规律的规律.1922年玻尔获诺贝尔物理学奖年玻尔获诺贝尔物理学奖.4二、原子的经典模型二、原子的经典模型卢瑟福卢瑟福的核式的核式原原子模型：子模型：原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，占据整个原子的极小一部分空间，而电子带负电，绕着原子核转动，如同行
4、星绕太阳转动一样。5经典物理的困难经典物理的困难根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动将不断向外辐射电磁波 . 原子不断地向外辐射能量，原子不断地向外辐射能量，能量逐渐减小，电子绕核旋转的能量逐渐减小，电子绕核旋转的频率也逐渐改变，发射光谱应是频率也逐渐改变，发射光谱应是连续连续谱；谱； 由于原子总能量减小，电子由于原子总能量减小，电子将逐渐的接近原子核而后相遇，将逐渐的接近原子核而后相遇，原子原子不稳定不稳定 . .+原子的中心有一带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，电子围绕这个核旋转。卢瑟福的原子核模型卢瑟福的原子核模型6（1）定态假设）定态假设 原子系统只能处在一系列不原子系统
5、只能处在一系列不连续的能量状态，在这些状态中，电子虽然连续的能量状态，在这些状态中，电子虽然作加速运动，但并不辐射电磁波，这些状态作加速运动，但并不辐射电磁波，这些状态称为原子的稳定状态（简称定态），相应的称为原子的稳定状态（简称定态），相应的能量分别为能量分别为（2）量子跃迁假设）量子跃迁假设 当原子从一个能量为当原子从一个能量为 的定态跃迁到另的定态跃迁到另一能量为一能量为 的定态时，就要发射或吸收一个频率为的定态时，就要发射或吸收一个频率为 的光子。的光子。 玻尔频率公式玻尔频率公式玻玻 尔尔三三 、玻尔的氢原子理论、玻尔的氢原子理论玻尔的三个假设玻尔的三个假设（3）量子化条件）量子化条
6、件 在电子绕核作圆周运动中，其稳定状态必须在电子绕核作圆周运动中，其稳定状态必须满足电子的角动量满足电子的角动量 等于等于 的整数倍的条件。的整数倍的条件。7电子轨道半径的量子化电子轨道半径的量子化由：n=1、2、3、4.结论：电子轨道是量子化的。+Mm注意：n=1的轨道r1称为玻尔半径。量子数为n的轨道半径8n=1、2、3、4定态能量是量子化的定态能量是量子化的原子处在量子数为n的状态，其能量：由（由（1）式：）式：（6）代入（5）式+Mm这种不连续的这种不连续的 能量称为能级能量称为能级9基态基态能量能量激发态激发态能量能量 氢原子能级图氢原子能级图基态基态激激发发态态自自由由态态电离能：
7、从基态到自由态所需能量13.6eV10与里德伯表达式比较：与里德伯表达式比较：电子从电子从高能级高能级n向向低能级低能级k跃迁时跃迁时放出光子的波数：放出光子的波数： 理论值与实验值符合得非常好！理论值与实验值符合得非常好！ 玻尔理论对氢原子光谱的解释玻尔理论对氢原子光谱的解释(B=3645.7)11 氢原子能级跃迁与光谱图氢原子能级跃迁与光谱图莱莱曼曼系系巴巴耳耳末末系系布布拉拉开开系系帕帕邢邢系系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=12（1 1）正确地指出正确地指出原子能级原子能级的存在（原子能量量子化）；的
8、存在（原子能量量子化）；（2 2）正确地指出正确地指出定态定态和和角动量量子化角动量量子化的概念；的概念；（3 3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱；正确的解释了氢原子及类氢离子光谱；四四 氢原子玻尔理论的意义和困难氢原子玻尔理论的意义和困难（4 4）无法解释无法解释比氢原子更复杂的原子；比氢原子更复杂的原子；（5 5）把微观粒子的运动视为有确定的把微观粒子的运动视为有确定的轨道轨道是不正确的；是不正确的；（6 6）是是半半经典经典半半量子量子理论，存在逻辑上的缺点，即把理论，存在逻辑上的缺点，即把 微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又 赋予它们量子化的特征赋予它们量子化的特征 . .13可能的轨道跃迁：可能的轨道跃迁： 31 ，32 ，21例例1 如用能量为如用能量为12.6eV的电子轰击氢原子，将产生那的电子轰击氢原子，将产生那些谱线？些谱线？解：解：n取314
