12.2原子結(jié)構(gòu)第十二單元近代物理初步湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型一.回顧科學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識史原子不可分割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)否定建立否定建立建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾玻爾的原子模型原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌其中。有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”。

西瓜籽是電子，而西瓜囊是正電部分。

電子正電荷2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(1)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍按原來的方向前進(jìn)．(2)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)(3)極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至被彈回．3．實(shí)驗(yàn)分析第(1)條說明原子內(nèi)部是“空”的；第(2)、(3)兩條說明原子的正電荷以及絕大部分質(zhì)量都集中在一個很小的核上．核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾(一)原子是穩(wěn)定的電子繞核運(yùn)動將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定．++經(jīng)典理論認(rèn)為事實(shí)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾(二)由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于繞核運(yùn)動的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜經(jīng)典理論認(rèn)為事實(shí)原子光譜是不連續(xù)的線狀譜（三個重要假設(shè)）假設(shè)1:軌道量子化+分立軌道圍繞原子核運(yùn)動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射二.玻爾的原子模型針對原子的穩(wěn)定性提出+m

rv電子在不同的軌道上運(yùn)動時，原子處于不同的狀態(tài)．玻爾指出，原子的不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。假設(shè)2:能量量子化針對原子光譜是線狀譜提出+m

rv能級：量子化的能量值定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５

量子數(shù)基態(tài)：能量最低的狀態(tài)（離核最近）——基態(tài)激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)激發(fā)態(tài)能級圖軌道圖123玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(yùn)動定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量．氫原子能級圖(n＝1，2，3，…)

+n

EnEm假設(shè)3:頻率條件（躍遷假說）針對原子光譜是線狀譜提出當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為Ｅm）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為Ｅn，m>n）時，會放出能量為hν的光子（h是普朗克常量），這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Ｅm-Ｅn稱為頻率條件，又稱輻射條件氫原子的能級圖－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)激發(fā)態(tài)萊曼系巴耳