资源描述
按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,10-1 拉塞福原子模型與原子光譜,10-2 波耳的氫原子模型,10-3 法蘭克赫茲實驗,10-4 物質波,10-5 波粒二象性與波動力學,10-6 原子核的組成,10-7 原子核衰變與放射性,10,原子結構與原子核,拉塞福的原子行星模型,無法詮釋氫原子光譜並非連續光譜,電子輻射出能量後，能量的損失造成繞核運動的圓半徑逐漸變小，最終會落到原子核上，故也,無法解釋原子穩定存在的原因,。,兩點顯示出拉塞福原子模型有不盡完善之處,。,10-2 波耳的氫原子模型,緣由,波耳,原子中,定態,與,角動量量子化,的,開創者,10-2 波耳的氫原子模型,鼻子有尖尖嗎？,波耳於1913年提出了三個革命性的觀念：,定態stationary state量子化quantization及躍遷transition。他大膽地假設：,1.核外的電子僅能存在於一些特定軌道，稱之為,定 態軌道或定態,。平常電子在此定態軌道上，既不 輻射也不吸收能量。,10-2 波耳的氫原子模型,革命性的觀念,波耳於1913年提出了三個革命性的觀念：,定態stationary state量子化quantization及躍遷transition。他大膽地假設：,2.每個在定態上的電子繞著軌道中心運動的角動量，必須是普朗克常數 h 除上2的整數倍稱作角 動量量子化，即,10-2 波耳的氫原子模型,革命性的觀念,其中n1,2,3,3.只有當電子，藉著放射光子，自一定態轉換或 躍遷至另一定態，才會有電磁輻射發生，且輻 射頻率 由,決定，其中,E,i,與,E,f,為起初與後來電子定態能量。,10-2 波耳的氫原子模型,革命性的觀念,動畫,氫原子(Z=1),的電子在作,圓周運動，其向心力由庫侖力提供,e,為電子之電量大小,k,為庫侖常數,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,角動量量子化,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,軌道速率與動量量子化,向心力=庫侖力,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,軌道半徑量子化,10,定態只能存在於特殊的圓半徑上，非任意的連續值，且半徑與 n2 成正比，為 n1 時的半徑，也是氫原子的最小半徑，又稱為波耳半徑Bohr radius。,任意定態軌道半徑,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,軌道半徑量子化,11,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,軌道週期量子化,12,氫原子系統內之總能量-動能與位能之和,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,能量量子化,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,量子化整理,表示在不同半徑上繞核運轉的電子，其總能量亦為特定之分離值，稱為,定態能量的量子化,。,10-2 波耳的氫原子模型,公式推導,能量量子化,15,在不同半徑作圓周運動的電子，其力學能,E,n,為量子化值，不同的量子數,n,，對應於不同的能階。,動畫,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,能量量子化,16,假设量子數 n1，此時電子的能量最低，為 E113.6 eV，半徑最小為r1a0，此定態也稱為基態ground state。,假设量子數 n2，此時電子的能量E23.4(eV，半徑為 r24a0，此定態稱為第一激發態first excited state,當 n 時，電子的能量為 0，電子不再受原子核束縛，形成自由電子，稱為處於游離態。,不同的量子數 n，對應於不同的定態，與不同的能量或能階energy level。,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,能量量子化,17,當,電子,自,高能階(半徑較大),E,i,躍遷至,低能階(半徑較小),E,f,時，所損失能量,E,i,E,f,以,輻射,形式,h,釋放出來，此特殊波長的輻射光就形成了一條特殊的譜線。,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,輻射頻率假定,18,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,輻射頻率假定,19,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,20,波耳將黑體輻射作用與光電效應之光量子統合起來，成功地應用在原子結構上，不論其假設與古典物理有多少的突兀，量子物理所開啟的新紀元已不容再否认。,10-2 波耳的氫原子模型,理論說明,21,範 例10-3,22,23,24,25,範 例10-4,26,27,28,29,範 例10-5,34,10-2 波耳的氫原子模型,作業(10-2.3),Enter,10-3,法蘭克赫茲實驗,
展开阅读全文