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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,波尔氢原子理论：,1.原子只能较长期的停留在一些稳定状态定态。处于这些态时不辐射能量或吸取能量；定态对应肯定的能量，数值是彼此分隔的。原子能量发生转变时只能使原子由一个定态跃迁到另肯定态。,2.原子由一个定态跃迁到另一个定态放射或吸取辐射时，辐射频率是肯定的，由两定态的能量差打算。,玻尔理论的最主要成功之处是：,1它从理论上满足地解释了氢光谱的阅历规律里德伯公式。,2它用的物理量计算出了里德伯常数，而,且和试验值符合得较好。,3它较成功地给出了氢原子半径的数据。,4它定量地给出了氢原子的能级。,2.4、类氢离子光谱,1.类氢离子,：,原子核外边只有一个电子的原子体系,氦离子,He,+,、锂离子,Li,+,、铍离子,Be,+,毕克林线系,毕克林系：,a每隔一条谱线和巴耳末系的谱线差不多重合，但另有上些谱线位于巴耳末系的邻近线之间,b毕克林系与巴耳末系差不多重合的那些谱线明显稍有波长的差异,里德堡指出：毕克林系可以用以下公式代表：,即，k为半整数,玻尔理论的解释,设，n,1,，则，n,2,，,令n=n,2,/2,则,n=2.5,3,3.5,有,对类氢离子的光谱都可能表示成：,对一个n,1,，则可以取n,2,n,1,+1,n,1,+2,里德堡常数的变化,a从类氢离子的光谱式可知，只要取适宜的光谱项，不同光谱中的有些线能够重合，但实际上不是这回事，缘由来自于，的不同来自哪里？分析可知是由于原子核质量的转变,b原子中的电子和原子核绕二者的质心运动,在这种状况下争论问题，利用玻尔理论,有,由玻尔理论：角动量量子化：,令,可得,可以得到,：r=,此时二粒子所受向心力是,再计算原子体系的能量：,与H原子波数公式比较可以得到：,代入r值有：,进一步可得到光谱系的公式,当,时有,结论：,较准确的 ：,各种原子的里德伯常数是不同的，是随着原子核的质量M而转变的。,有了周密的 值，又可以计算还没有测定的某些原子的里德伯常数。,里德伯常数随着原子核质量变化的状况曾被用来证明H的同位素氘的存在。,依据玻尔Bohr理论，在原子内存在一系列分立的能级，假设吸取肯定的能量，就会从低能级向高能级跃迁，从而使原子处于激发态，而激发态的原子回到基态时，也必定伴随有肯定频率的光子向外辐射。光谱试验从电磁波放射或吸取的分立特征，证明白量子态的存在，而夫兰克-赫兹Frank-Hertz试验用肯定能量的电子去轰击原子，把原子从低能级激发到高能级，从而证明白能级的存在。,2.4 夫兰克-赫兹试验,在玻尔理论发表的其次年，即1914年，夫兰克和赫兹进展了电子轰击汞原子的试验，证明白原子内部能量确实是量子化的。可是由于这套试验装置的缺陷，电子的动能难以超过4.9ev，这样就无法使汞原子激发到更高的能态，而只得到汞原子的一个量子态 4.9ev。,1920年，夫兰克改进了原来的试验装置，把电子的加速与碰撞分在两个区域内进展，获得了高能量的电子，从而得到了汞原子内一系列的量子态。,夫兰克-赫兹试验的结果说明，原子被激发到不同状态时，吸取肯定数值的能量，这些数值是不连续的。即原子体系的内部能量是量子化的，原子能级确实存在。,一、夫兰克-赫兹试验,1试验装置,电压电子的能量 增加 能够到达A极的电子增加电流 ,夫兰克-赫兹试验玻璃容器充以需测量的气体，本试验用的是汞.电子由阴级K发出，K与栅极G之间有加速电场，G与接收极A之间有减速电场。当电子在KG空间经过加速、碰撞后，进入KG空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。,2试验结果,电流突然下降时的电压相差都是,4.9V,，即，,KG,间的电压为,4.9V,的整数倍时，电流突然下降。,4.9eV是不是Hg原子的第一激发态与基态之间的能级之差呢？,3,分析和结论,Hg原子只吸取4.9eV的能量。这就清晰地证明白原子中量子态的存在，原子的能量不是连续变化的，而是由一些分立的能级组成。,Hg,原子的第一激发电势为,4.9V,。,试验中观看到的这个光谱线测得波长是2537埃,为什么更高的激发态未能得到激发？,二、改进夫兰克-赫兹试验1920,由于原试验装置的缺陷，难以产生高能量电子，夫兰克对装置进展了改进。将加速和碰撞分在两个区进展。,试验结果显示出原子被激发到不同状态时，吸取肯定数值的能量，这些数值不是连续的，可见原子内部的能量是量子化的，证明白原子能级的存在。,当 ,4.68,，,4.9,，,5.29,，,5.78,，,6.73V,时，下降。,结果：,分析：,4.9V是已测得的第一激发电势，6.37V有相应的光谱线被观看到，波长是1849埃，其余的相当于原子被激发到一些状态，但是很难发生自发跃迁而发出辐射，所以光谱中没有相应谱线，这些状态称为亚稳态。,结论：,三.电离电势的测定,电离电势：电子在电场中加速后与原子碰撞刚好使原子电离，加速时跨过的电势差称为电离电势。,第一电离电势：从中性的原子中把一个电子电离出去需要的电压。其对应的能量即为第一电离能。,电离电势的测量：,2.6 量子化通则,1玻尔H原子理论,H原子中电子能够实现的轨道是在一个周期内,n=1,2,3,4,2.索末菲的量子化通则,对一切微观粒子的广义动量与广义位移的乘积在一个周期内的积分等于普朗克常数的整数倍，即,n=1,2,3,4,3.验证,a.H原子中的电子,b.谐振子辐射线性,谐振子的运动：,速度：,但是，由旧量子理论知，谐振子向外辐射能量时，外辐射的能量为,即得线性谐振子向外辐射能量时满足索末菲量子化条件。证明该条件是可以广泛应用的量子法则。,
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