氫原子光譜波爾的氫原子理論

原子發(fā)光是重要的原子現(xiàn)象之一，光譜學(xué)的數(shù)據(jù)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究具有重要意義。

氫原子譜線的波長(zhǎng)可以用下列經(jīng)驗(yàn)公式表示：里德伯常量波數(shù)*一、氫原子光譜的規(guī)律性氫原子光譜波爾的氫原子理論巴耳末系賴曼系0.80.60.40.2波長(zhǎng)

mm

可見光紫外線布喇開系帕邢系

mm

5.04.03.02.01.0

紅外線普芳德系賴曼系，紫外區(qū)巴爾末系，可見光區(qū)帕邢系，紅外區(qū)布拉開系，紅外區(qū)普豐德系，紅外區(qū)哈弗萊系，紅外區(qū)其他元素的光譜也有類似的規(guī)律性。原子光譜線系的規(guī)律性深刻地反映了原子內(nèi)部的規(guī)律性1、定態(tài)假設(shè)原子系統(tǒng)只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，電子雖然作加速運(yùn)動(dòng)，但并不輻射電磁波，這些狀態(tài)稱為原子的穩(wěn)定狀態(tài)（簡(jiǎn)稱定態(tài)），相應(yīng)的能量分別為E1、E2、E3、……。2、頻率條件

當(dāng)原子從一個(gè)能量為En的定態(tài)躍遷到另一能量為Ek的定態(tài)時(shí)，就要發(fā)射或吸收一個(gè)頻率為vkn的光子。

玻爾頻率公式二、玻爾的氫原子理論3、量子化條件

在電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)中，其穩(wěn)定狀態(tài)必須滿足電子的角動(dòng)量L等于的整數(shù)倍的條件。-------量子數(shù)角動(dòng)量量子化

根據(jù)電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)的模型及角動(dòng)量量子化條件可以計(jì)算出氫原子處于各定態(tài)時(shí)的電子軌道半徑。三、氫原子軌道半徑和能量的計(jì)算玻爾半徑電子處在半徑為

rn

的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以計(jì)算出氫原子系統(tǒng)的能量

En

為

能量是量子化的時(shí)能級(jí)趨于連續(xù)。基態(tài)能級(jí)；的各穩(wěn)定態(tài)稱為受激態(tài)；

根據(jù)氫原子的能級(jí)及玻爾假設(shè)，可以得到氫原子光譜的波數(shù)公式與氫原子光譜經(jīng)驗(yàn)公式是一致的。

R理論值與實(shí)驗(yàn)值符合得很好。玻爾的創(chuàng)造性工作對(duì)量子力學(xué)的建立有著深遠(yuǎn)影響。

玻爾理論仍然以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)，定態(tài)假設(shè)又和經(jīng)典理論相抵觸?！窳孔踊瘲l件的引進(jìn)沒(méi)有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉??！駥?duì)譜線的強(qiáng)度、寬度、偏振等無(wú)法處理?！袼摹⒉柪碚摰娜毕菟?/p>

例題13-6

在氣體放電管中，用能量為12.5eV的電子通過(guò)碰撞使氫原子激發(fā)，問(wèn)受激發(fā)的原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)射那些波長(zhǎng)的光譜線？解：設(shè)氫原子全部吸收電子的能量后最高能激發(fā)把

代入上式得

到第n個(gè)能級(jí)，此能級(jí)的能量為,所以取3

因?yàn)閚只能取整數(shù)，所以氫