1、1、 盧瑟福的核式模型或稱行星模型,11.10 氫原子線狀光譜 玻爾氫原子理論,粒子:質(zhì)量是電子的7500倍； 電量是電子的2倍 選其速度 v=c/15,結(jié)果：大多數(shù) 粒子經(jīng)過 金屬箔后與原來運 動方向偏離不多， 較??；少數(shù)粒子 的 角很大，有的 近似 1800，幾乎被 彈回！,R:粒子 源；D：狹縫；F：金屬箔；S：可沿圓弧運動的熒光屏M：放大鏡；：散射角。,11.10.1 氫原子光譜的規(guī)律性,盧瑟福原子有核模型,原子中央是一個幾乎占有全部原子質(zhì)量的帶有正電的核，電子在核的周圍繞核運動。 核的半徑比原子半徑小得多，約為10-1410-15m,2、氫原子光譜的規(guī)律,1885年巴耳末在研究原子光

2、譜規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，氫原子光譜在可見光波段的幾條譜線呈規(guī)律性分布。如下圖所示。,氫原子在可見光波段的線光譜（實驗測定）,稱 為里德伯常數(shù),稱為巴耳末系,經(jīng)驗公式,光譜學(xué)中，經(jīng)常用波數(shù)表示：,從20世紀初到1924年，由賴曼等人相繼發(fā)現(xiàn)了一系列譜線，其經(jīng)驗公式：,實驗表明：氫原子光譜發(fā)波數(shù)經(jīng)驗公式：,對于確定的 組成一個線系。 對于不同的m，則構(gòu)成不同的線系。,1890年，里德伯、里茲等人，在研究了其他 元素的后指出，光譜可分為若干系，波數(shù)可用兩 個函數(shù)的差值表示，即： T(m)、T(n)稱為譜項。,當m一定時，由不同的n構(gòu)成一個譜系； 不同的m構(gòu)成不同的譜系。,3、里茲并合原理,4、原子光譜的實驗規(guī)

3、律,（1）譜線的波數(shù)由兩個譜項的差值決定； （2）如果前項的參變量為定值，當后一譜項的參 變量給出不同值時，將給出同一譜系的不同 譜線。 （3）改變前譜項的參變量數(shù)值時，將給出不同譜 系。,由此可見：每一譜系的譜線都是分立的、不連續(xù)！,11.10.2 玻爾氫原子理論及其局限性,1、 盧瑟福的有核模型與經(jīng)典理論的矛盾,根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核作勻速圓周運動，作加速運動的電子將不斷向外輻射電磁波 .,2 玻爾的三個假設(shè),假設(shè)一 電子在原子中，可以在一些特定的軌道上運動而不輻射電磁波，這時原子處于穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)），并具有一定的能量.,假設(shè)二 電子以速度 在半徑為 的圓周上繞核運動時，只有電子的角動

4、量 等于 的整數(shù)倍的那些軌道是穩(wěn)定的 .,3、 玻爾理論的局限性,邏輯上：（1） 為什么氫原子內(nèi)核與電子的靜電 作用是有效的，而加速電子在定 態(tài)時輻射電磁波的能力消失了。 （2）對穩(wěn)定態(tài)間躍遷過程中發(fā)射和吸 收輻射的原因不清。,實際上：（1） 對復(fù)雜的堿金屬譜線難以說明。 即使是氦原子理論計算與實驗結(jié) 果差距較大。 （2）不能解釋譜線具有的精細結(jié)構(gòu)， 即每一條譜線在磁場中分裂成若干 很近的譜線。,將角動量量子化,11.10.3 氫原子光譜規(guī)律的玻爾理論解釋,1、 氫原子軌道半徑和能量的計算,（1） 軌道半徑的計算,核外電子的最小軌道半徑稱為 玻爾半徑,相鄰兩軌道半徑差：,氫原子的能級公式：,（

5、2） 能量的計算,基態(tài)能量：,2、 氫原子光譜波數(shù)的公式推導(dǎo),里德伯常數(shù) 的理論值：,氫原子能級圖, 對玻爾理論的評價：,成功地解釋了大小及氫原子光譜的規(guī)律性。,為人們認識微觀世界和建立近代量子理論打下了基礎(chǔ)。,對應(yīng)原理： 當量子數(shù)n趨于 無限大時，量 子理論得出的 結(jié)果與經(jīng)典理 論的結(jié)果相一 致，這是玻爾 提出的。,玻爾理論是經(jīng)典與量子的混合物， 它保留了經(jīng)典的確定性軌道，另 一方面又假定量子化條件來限制 電子的運動。它不能解釋稍微復(fù) 雜的問題，正是這些困難，迎來 了物理學(xué)的大革命。,例1、氫原子發(fā)射一條波長為=4340的譜線。 問：1.該譜線屬于哪一線系？ 2.氫原子是從哪一能級躍遷到哪一能級 輻射出該譜線？ 3.最高能級為E5的大量氫原子最多能發(fā) 射幾個譜系？幾條譜線？,解： 1. =4340屬于可見光，巴耳末系。 2.氫原子是從5能級躍遷到2能級輻射的譜線。 3.最高能級為E5的