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1、一一. .氢原子光谱氢原子光谱实验规律实验规律记录氢原子光谱原理示意图记录氢原子光谱原理示意图氢氢放放电电管管23 kV光阑光阑 三棱镜三棱镜（或光栅）（或光栅）光光 源源19.4 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论(1) 分立线状光谱分立线状光谱1波数波数 (2)谱线的波数可表示为谱线的波数可表示为氢原子的巴耳末线系照片氢原子的巴耳末线系照片 1890 1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式1885 1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律里德伯常量里德伯常量 2莱曼系莱曼系紫外紫
2、外巴尔末系巴尔末系可见光可见光帕邢系帕邢系布拉开系布拉开系普丰德系普丰德系汉弗莱系汉弗莱系红外红外3二二 卢瑟福的原子有核模型卢瑟福的原子有核模型 1897年年 J.J.汤姆孙研究阴极射线时发现电子汤姆孙研究阴极射线时发现电子 1903年，汤姆孙提出原子的年，汤姆孙提出原子的“葡萄干布丁模型葡萄干布丁模型” 原子中的正电荷和原子的质量均匀地分布在半径原子中的正电荷和原子的质量均匀地分布在半径为为 的球体范围内，电子浸于其中的球体范围内，电子浸于其中 .汤姆孙，JJ(Joseph John Thomson 18561940) 英国物理学家 41910年年卢瑟福用卢瑟福用a 粒子散射实验来证实该模
3、型粒子散射实验来证实该模型实验装置示意图实验装置示意图实验结果示意图实验结果示意图 卢瑟福的研究生马斯登和盖革用卢瑟福的研究生马斯登和盖革用 粒子轰击厚度为粒子轰击厚度为0.40.4m m的金箔，发现有的金箔，发现有1/200001/20000的概率被反射回来，发生的概率被反射回来，发生大大角度散射角度散射这是第一个有科学依据的原子模型的起点。这是第一个有科学依据的原子模型的起点。5 1911年年,卢瑟福的原子卢瑟福的原子有核模型有核模型（行星模型）（行星模型）原子的中心有一带正电的原子核，它几乎集中了原子的全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，核的尺
4、寸与整个原子相比部质量，电子围绕这个核旋转，核的尺寸与整个原子相比是很小的是很小的 . .经典核模型的困难经典核模型的困难 根据经典电磁理论，电子绕核作根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动，作加速运动的电子将匀速圆周运动，作加速运动的电子将不断向外辐射电磁波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，电子绕核旋转的频率能量逐渐减小，电子绕核旋转的频率也逐渐改变，发射光谱应是也逐渐改变，发射光谱应是连续谱连续谱； 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，原子不原子不稳定稳定 .
5、.+谁是卢瑟福濒临失败的原子模型的救星呢？谁是卢瑟福濒临失败的原子模型的救星呢？ 不是他自己，而是尼尔斯不是他自己，而是尼尔斯玻尔。玻尔。62. 跃迁假设跃迁假设1. 定态假设定态假设原子从一个定态跃迁到另一定态，会发原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个光子，频率射或吸收一个光子，频率稳稳定定状状态态 这些定态的能量不连续这些定态的能量不连续 不辐射电磁波不辐射电磁波 电子作圆周运动电子作圆周运动v三三 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论3. 角动量量子化假设角动量量子化假设 轨道角动量轨道角动量称为轨道称为轨道角动量量子化条件角动量量子化条件，n:n:称为称为主量子数主量子数7由假设
6、由假设 3 量子化条件量子化条件由牛顿定律由牛顿定律, 玻尔半径玻尔半径 氢原子能级公式氢原子能级公式电子在第电子在第 轨道上的总能量轨道上的总能量8（电离能）（电离能）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9 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氢氢原原子子能能级级跃跃迁迁与与光光谱谱系系莱曼系莱曼系巴耳末系巴耳末系帕邢系帕邢系布拉开系布拉开系（里德伯常量）（里德伯常量） 10（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
7、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 . .11 玻尔（玻尔（1885196
8、2），丹麦物理学家，），丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人，量子物理学的奠哥本哈根学派的创始人，量子物理学的奠基者之一。基者之一。1916年任哥本哈根大学物理学年任哥本哈根大学物理学教授；教授；1917年当选为丹麦皇家科学院院士；年当选为丹麦皇家科学院院士；1922年荣获诺贝尔物理学奖；年荣获诺贝尔物理学奖；1939年任丹年任丹麦皇家科学院院长；麦皇家科学院院长；1944年玻尔在美国参年玻尔在美国参加了和原子弹有关的理论研究；加了和原子弹有关的理论研究；1947年丹年丹麦政府为了表彰玻尔的功绩，封他为麦政府为了表彰玻尔的功绩，封他为“骑骑象勋爵象勋爵”。 12 1914 年弗兰克年弗兰克 赫兹从实验上证实了赫兹从实验上证实了原子存在分原子存在分立的能级立的能级，1925 年他们因此而获物理学年他们因此而获物理学诺贝尔奖诺贝尔奖 .0 5 10 15板极电流和加速电压板极电流和加速电压之间的关系之间的关系栅极栅极灯丝灯丝板极板极弗兰克弗兰克 赫兹实验装置赫兹实验装置低压水银蒸汽低压水银蒸汽+-19.5 弗兰克弗兰克 赫兹实验赫兹实验13
