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1、1、玻爾理論的基本假設(shè),5達(dá)貝洛伊物質(zhì)波的波動(dòng)方程式,物質(zhì)波的提出,物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,4原子模型玻爾量子論,原子核式構(gòu)造和經(jīng)典理論的困難(原子的穩(wěn)定性和大小),玻爾的原子理論,氫原子的修正算法,氫原子光譜的解釋,評(píng)價(jià)物質(zhì)波的波動(dòng)方程式,提綱,2,一, 原子的核式結(jié)構(gòu)和經(jīng)典理論的困難(原子的穩(wěn)定性和大小)、盧瑟福的核式模型或行星模型、4原子模型玻爾量子論、粒子是快速運(yùn)動(dòng)的二次電離的氦原子。 電子的圓周運(yùn)動(dòng)可以看作是垂直方向振動(dòng)的合成,即偶極子振動(dòng)。 偶極子振蕩發(fā)射電磁波,能量逐漸減少,電子落入原子核。 偶極子發(fā)射電磁波,必須是連續(xù)光譜。 在1897湯姆森陰極射線研究中發(fā)現(xiàn)電子,提出了棗餅式模型,
2、通過(guò)規(guī)定的盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)、3,2、原子的線譜、實(shí)驗(yàn)、夫瑯和費(fèi)赫茲實(shí)驗(yàn)裝置、汞第一激發(fā)發(fā)電勢(shì)的測(cè)定、電壓、電流、實(shí)驗(yàn),明確了不同化學(xué)元素的原子5、依賴曼系、帕申系、布拉漢系、普豐德系、實(shí)驗(yàn),在、6、m定時(shí),由不同的n構(gòu)成一個(gè)光譜系的不同的m構(gòu)成不同的光譜系。 實(shí)驗(yàn)表明,7,3,玻爾原子理論:1穩(wěn)態(tài)假設(shè)原子是一系列不連續(xù)穩(wěn)定態(tài),3角動(dòng)量量化,2遷移假設(shè),氫原子校正:保存的角動(dòng)量量化上式:玻爾基本假設(shè),8,軌道,速度描述氫原子能級(jí)式:氫光譜解釋:9,里德伯常數(shù)拉曼系、巴爾明系、帕申系、布拉哈系、氫原子能級(jí)圖、11、玻爾理論評(píng)價(jià):成功解釋了原子穩(wěn)定性,對(duì)應(yīng)原理:量子數(shù)n無(wú)限大時(shí),量子理論的結(jié)果與古
3、典理論的結(jié)果一致,這是玻爾提出的。 玻爾理論是經(jīng)典和量子的混合物,既保持了經(jīng)典的確定性軌道,又假定了量子化條件來(lái)限制電子的運(yùn)動(dòng)。 這不能解釋一些復(fù)雜的問(wèn)題,這些困難迎來(lái)了物理學(xué)的大革命。人們認(rèn)識(shí)微觀世界,為建立現(xiàn)代量子理論奠定了基礎(chǔ),12,5德洛伊的物理波動(dòng)方程,物理波的提出,宏觀上說(shuō),德洛伊對(duì)應(yīng)于飛行的子彈m=10-2Kg,速度V=5.0102m/s的波長(zhǎng)是:微觀,13,達(dá)洛伊此外,通過(guò)根據(jù)德布羅伊關(guān)系得到角動(dòng)量量化條件,可獲得氫原子的軌道半徑和能量。14、將其帶入總能量公式:15、一維剛性箱中的駐波、達(dá)布洛伊關(guān)系可以簡(jiǎn)單地用于討論形成一些簡(jiǎn)單的量子系統(tǒng)、動(dòng)能、駐波的條件,達(dá)布洛伊關(guān)系與愛(ài)因
4、斯坦的質(zhì)量能量關(guān)系同樣重要光速c是“大”常數(shù),普朗克常數(shù)h是“小”常數(shù)。 由一個(gè)粒子在箱子中的運(yùn)動(dòng)、周期、德布羅伊的關(guān)系導(dǎo)出非相對(duì)論粒子的動(dòng)量和動(dòng)能:粒子的最低能量(n=1)不等于零,即絕對(duì)零度時(shí),還不為零的“零點(diǎn)能量”,16,物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,大衛(wèi)遜和17、加速電壓U=54伏,加速電子的能量eU=mv2/2,電子的啞元波長(zhǎng):進(jìn)而根據(jù)x射線實(shí)驗(yàn)測(cè)定的鎳單晶的晶格常數(shù)求出滿足相干條件的角度,理論值比實(shí)驗(yàn)值(50o )稍大的原因是電子被吸引到正離子而被修正、18、湯姆森(G.P.Thomson )實(shí)驗(yàn)(1927 )、衍射模式,1929年達(dá)布羅伊獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。 實(shí)驗(yàn)原理、電子穿透金多晶薄膜衍射實(shí)驗(yàn)、大衛(wèi)生和湯姆生驗(yàn)證了電子的波動(dòng)性,共享了1937年的物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。 電子在反射時(shí)不僅有衍射現(xiàn)象,湯姆森實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)金屬片后也會(huì)像x射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。 19、然后觀察到快中子和慢中子的衍射。 所有實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物質(zhì)波的波長(zhǎng)與達(dá)布羅伊預(yù)言的波長(zhǎng)一致。 粒子的衍射實(shí)驗(yàn)證明了達(dá)布洛伊關(guān)系的正確性。 由于電子波長(zhǎng)比可見光波長(zhǎng)小103105位數(shù),因此能夠大幅提高電子顯微鏡的分辨率。 中國(guó)已經(jīng)制造了80萬(wàn)倍的電子顯微鏡,能夠分辨大分子,有著廣泛的應(yīng)用前景。 20、在物質(zhì)波的波動(dòng)方程式、量子力學(xué)中,微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由波函數(shù)描繪的狀態(tài)的經(jīng)時(shí)變化遵循一定的規(guī)律。 192
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