



下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、 对原子物理中玻尔理论假设的探讨 吴恩福我们知道,玻尔理论第一次把光谱事实纳入一个理论体系中,在当时的原子物理中,推动了新的实验和理论工作,起到了承前启的作用。玻尔理论有成功的一面,它成功地揭示氢原子及类氢原子的内部情况。玻尔理论提出的背景,是卢瑟福的原子核式结构模型与经典理论发生矛盾:a.原子的稳定性;b.原子光谱是否连续。玻尔理论建立的基础:a.光谱的实验资料;b.卢瑟福的原子核式结构模型;c.从黑体辐射的事实发展出来的量子论。1 氢原子中电子的运动氢原子中原子核带一个单位正电e,核外有一个电子-e,它们之间有电场,由于原子核质量远大于电
2、子质量,所以可近似认为原子核不动,电子在核外绕原子核做匀速圆周运动,则向心力由电场力提供,有:mv2r=ke2r2(1)式中m为电子质量,r为电子离核的距离,v是电子速度,k=140=8.99×109牛顿?米2/库仑2。原子的内部能量由电子动能和体系势能构成,取r=时的势能为零,则势能ep=-ke2r这样,氢原子能量为e=12mv2-ke2r把(1)代入e=-ke22r(2)电子运动频率为:f=v2r=e2kmr3(3)(2)和(3)是由力学和电学知识得到的,在说明光谱遇到了困难,主要有两点:按照经典理论,电子绕核运动时,原子就会不停地向外辐射能量,原子能量就会逐渐降低,电子的轨道半
3、径就会逐渐减小,最后电子会碰到原子核上,这样原子半径就应该是10-15米的数量级,可从不同实验测得原子半径都是10-10米的数量级,此结论与事实不符。按照电动力学,原子所发光的频率等于原子中电子运动频率,则原子光谱应该是连续谱,但实验得到的是线状谱,结论与事实不符。2 量子化的引入在当时已有氢光谱的经验公式:波数v=rm2-rn2,m和n是整数另外,当时已经有正确的量子论:光是不连续的,而是一份一份的,每一份是一个光子,每一个光子能量为e=hv,式中h=6.6310-34焦秒为普朗克常量,v时光的频率。上式两边乘上hc,式中c为光速,则有hcv=hv=hcrm2-hcrn2(4)如果原子辐射前
4、的能量是e2,輻射后能量为e1,则有:hv=e2-e1(5)能量还采用负值,由(4)和(5)得:e=hcrn2(6)式中r为里德伯常数,n是整数,由此可得原子能量只能是一系列,不连续的数值。由(2)和(6)得:半径r=kn2e22hcr(7)由此得,与原子能量联系的轨道半径也是不连续的。玻尔根据上述实验事实,探索出一个结论:原子中能够实现的电子轨道只是那些符合下列条件的:2rmv=nh,n=1,2,3,(8)有(1)和(8)得:轨道半径r=kn2h222nkme2,n=1,2,3,(9)取r1=h242km,计算得r1=0.53×10-10米是氢原子可能的第一轨道半径大小。则氢原子可
5、能的轨道半径是r=n2r1(10)有(9)和(2)得,氢原子的内部能量为e=22k2me4n2h2,n=1,2,3,(11)取e1=22k2me4n2,计算得e1=-13.6电子伏,这是氢原子的基态能量。则氢原子与可能的轨道半径对应的能量为e=1n2e1,n=1,2,3,由此,玻尔提出了三条假设:a.定态原子只能处于一系列不连续的能量状态,这些能量状态是稳定的。b.跃迁原子在两个能量状态间跃迁时,需辐射或吸收一定频率的光子,光子能量由这两个定态的能量差决定:即hv=e初-e终c.轨道量子化电子只能在一系列不连续的轨道上运动。玻尔理论有很大的局限性,它过多保留了经典理论,如匀速圆周运动、向心力、牛顿第
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 商业智慧教育美妆品牌的市场策略与方向
- 医疗科技的创新之路基于设计思维的实践与探索
- 全球教育趋势与国际化发展战略规划
- 从学生心理角度看教育改革与发展趋势
- 商业培训中的互动游戏化教学策略研究
- 抖音商户直播样品签收确认制度
- 抖音商户直播停留时长优化方案执行制度
- 公交优先战略下2025年城市交通拥堵治理的智能交通设施布局分析报告
- CDK9-IN-38-生命科学试剂-MCE
- 浙江省温州市各学校2025届化学九年级第一学期期末检测试题含解析
- 照明组装生产车间试题带答案
- 财务部门半年工作复盘
- 江苏南京金陵中学2024~2025学年高一下册期末考试数学试题学生卷
- 福建福州第八中学2024~2025学年高一下册期末数学试题
- 生产工艺流程控制考核试卷
- 农机驾驶培训教程课件
- 交通执法培训课件新
- l辐射安全管理制度
- JT-T 329-2025 公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器
- 2016年湖北省咸宁市中考数学试卷(解析版)(共22页)
- 亿赛通电子文档安全管理系统V5.0--系统安装手册V11
评论
0/150
提交评论