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1、第28章原 子 中 的 电 子原子中的电子 1 氢原子 2 电子的自旋与自旋轨道耦合3 微观粒子的不可分辨性和泡利不相容原理 4 各种原子核外电子的组态 5 X射线 6 激光 7 分子结构 8 分子转动和振动能级爱因斯坦1905年提出光量子的概念后，不受名人重视，甚至到1913年德国最著名的四位物理学家(包括普朗克)还把爱因斯坦的光量子概念说成是“迷失了方向”。可是，当时年仅28岁的玻尔，却创造性地把量子概念用到了当时人们持怀疑的卢瑟福原子结构模型，解释了近30年的光谱之谜。以氢原子为例说明量子力学在解决原子结构方面的成功注意量子力学给出的全新概念 首次把量子论用到原子结构和原子光谱的研究中

2、原子的核式(行星)结构 大量实验确认了卢瑟福的原子核式模型一、实验事实2.原子光谱 离散的线状谱 1 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论红蓝紫6562.84340.54861.31)氢原子的可见光光谱：。1853年瑞典人埃格斯特朗（A.J.Angstrom）A即由此得来。测得氢可见光光谱的红线2) 氢原子光谱的实验规律紫外区红外区可见区赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普芳德系式中R为里德伯常量：进一步总结光谱规律得到广义巴耳末公式赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普芳德系 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不断向外辐射电磁波, 原子的能量不断减小+电子绕核旋转的频率也逐渐改变，发射的

3、光谱应是连续谱；无法解释原子的线状谱。 最终电子将坍缩到原子核上原子不稳定。 +二、经典物理的困难三、玻尔的氢原子理论 （1913年）1. 玻尔的三条假设 以普朗克能量子和爱因斯坦光子概念为基础 1) 定态假设 原子系统只能处在一系列不连续的能量状态， 这些状态称为原子系统的稳定状态，简称定态。 相应能量分别记为： E1, E2, E3 ,(E1E2E3 )（半经典）电子的角动量为 2) 跃迁假设(频率条件) 当原子从一个能量为En的定态跃迁到另一 个能量为Em的定态时发射(或吸收) 一个频率 为 的光子，光子的频率满足：3)角动量量子化假设 电子绕核运动时，所处的稳定状态必须满足：n量子数即

4、角动量取值是量子化的 定态假设频率条件角动量量子化假设 2. 玻尔对氢原子的工作 根据三条假设1)求出了氢原子的能级公式和轨道半径氢原子轨道半径和能量的计算由库仑定律和牛顿运动定律:Z原子序数氢原子Z=1n=1, 2, 3, 消去两式中的 v，以 rn代替 r , 得轨道半径： a0= r1 = 0.5291010 m 玻尔半径又由角动量量子化条件:(1)类氢离子: He+, Li+ 而由(1)式 E1=13.6 eV 氢原子基态能级得能量：（n=1,2,）氢原子能级：类氢离子的能量： 以电子在无穷远处的静电势能为零，则原子核与电子构成的系统的能量是静电势能电子动能(1)氢原子的能级与光谱图4321nE(eV)赖曼系巴耳末系帕邢系100013002000300050001000020000 A。13. 63

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