波尔氢原子理论

波尔氢原子理论演示文稿目前一页\总数十五页\编于一点优选波尔氢原子理论目前二页\总数十五页\编于一点第25章玻尔的原子量子理论一、经典理论对原子结构存在的困难1.氢原子光谱里德伯常数的实验值：

2.巴尔末系的里德伯公式（1885）1——经验公式目前三页\总数十五页\编于一点赖曼系：帕邢系：布喇开系：普芳德系：3.广义的巴尔末公式：（氢原子光谱的其它线系）紫外区红外区原子具有线光谱；实验表明：各谱线间具有一定的关系；每一谱线的波数都可表达为两个光谱项之差。2其中：和称为光谱项目前四页\总数十五页\编于一点经典理论的解释：1）根据原子的有核模型，原子能量为：向心力作用电子加速运动辐射电磁波E，r原子半径为m实际半径为m相矛盾2）原子发光的频率应等于电子运动的频率电子运动轨道不断减小，速度大小不变运动周期减小频率增大辐射光谱应是连续光谱与实验相矛盾3目前五页\总数十五页\编于一点二、玻尔的原子量子论1.卢瑟福原子模型（原子的有核模型）质疑：原子的稳定性问题？原子分立的线状光谱？玻尔：1911年秋、哥本哈根剑桥

广义的巴尔末公式：光子的能量=能量之差。取不连续的值1913‘哲学杂志’原子构造与分子构造汤姆逊、卢瑟福普朗克、爱因斯坦、汉森41922NobelPrice目前六页\总数十五页\编于一点1）

定态假设：原子处于一系列不连续稳定态。3）轨道量子化条件：2）跃迁假设：3.玻尔的氢原子理论：2.玻尔原子系统的基本假设量子数束缚态原子电离轨道是量子化的1）氢原子的轨道半径：5目前七页\总数十五页\编于一点1530.rÅ=1n=其它可能的轨道：-------第一玻尔轨道半径2）氢原子的能级

电子在半径为rn

的轨道上运动时，原子系统的总能量是：

将rn

代入上式：(第一玻尔轨道)激发态能量量子化基态能量6目前八页\总数十五页\编于一点3453）电子运动的速度n、速度Vn一个能级将对应一条圆轨道由：7目前九页\总数十五页\编于一点4.氢原子光谱的理论解释1）里德伯常数的理论值根据：令：这是什么？得：而实验值：——广义的巴尔末公式！8每一个光谱项都对应一个确定能级：目前十页\总数十五页\编于一点2）解释分立的谱线3）解释谱线系

为什么存在谱线系？

为什么有些谱线在短波区、

有些长波区？什么情况下在什么区？看：

氢原子能级图

不同的v对应不同的谱线。9

v不连续，能级不连续目前十一页\总数十五页\编于一点5.夫兰克—赫兹实验——验证原子系统定态能级存在051015100200300实验装置:阴极栅极VAKGP板极K极G极电压VG极加反向电压P极实验结果:（V）（1）改变V，——到达P极的电子增加。（2）V=4.9v后，形成一峰值（3）每隔V=4.9v，就有峰值出现。10汞蒸气目前十二页\总数十五页\编于一点V=4.9v只能有一个解释：4.9eV

恰好是汞原子某能级间的能量差实验证实：汞原子基态能–第一激发态能量=4.9eV汞原子发射的光谱：代入光子能量公式：11051015100200300（V）为什么？进一步的实验证实：第二激发态电势为6.7v电离电势为10.4v阴极栅极VAKGP板极汞蒸气目前十三页\总数十五页\编于一点1.状态能量：原子系统处于某激发态时所具有的能量。2.激发能量：原子从基态被激发到某一激发态，外界所提供的能量某状态的激发能量

=

该状态的状态能量

-基态能量5.电离能：把某能级的电子搬到无限远处所需要的能量。数值上等于状态能量的绝对值4.结合能：将动能为零的电子从无限远处移来和一个离子结合成基态的原子所放出的能量。数值上等于最低能量的绝对值注意几个概念：123.氢原子的状态能量

氢原子中电子的状态能量目前十四页\总数十五页\编于一点例1：计算将动能为零的自由电