黑体辐射-普朗克能量子假设ppt课件.ppt

《黑体辐射-普朗克能量子假设ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黑体辐射-普朗克能量子假设ppt课件.ppt（55页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第21章章 量子物理基础量子物理基础篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 量子概念是量子概念是 1900 1900 年普朗克首先提出的，距今已年普朗克首先提出的，距今已有一百多年的历史有一百多年的历史.其间，经过爱因斯坦、玻尔、德其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到大师的创新努力，到 20 20 世纪世纪 30 30 年代，就建立了一年代，就建立了一套完整的量子力学理论套完整的量子力学理论.量子力学量子力学宏观领域宏观领

2、域经典力学经典力学现代物理的理论基础现代物理的理论基础量子力学量子力学相相 对对 论论量子力学量子力学微观世界的理论微观世界的理论起源于对波粒二相性的认识起源于对波粒二相性的认识篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统主要内容：主要内容：n21.1 黑体辐射黑体辐射n21.2 光电效应光电效应n21.3 康普顿效应康普顿效应n21.4 氢原子光谱氢原子光谱n21.5 波粒二象形波粒二象形 不确定关系不确定关系篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1 黑体

3、黑体 黑体辐射黑体辐射 （1 1）热辐射）热辐射 实验证明不同温度下物体能发出实验证明不同温度下物体能发出不同的电磁波，这种能量按频率的分布随温度而不同不同的电磁波，这种能量按频率的分布随温度而不同的电磁辐射叫做热辐射的电磁辐射叫做热辐射.（2 2）单色辐射出射度）单色辐射出射度 单位时间内从物体单位表单位时间内从物体单位表面积发出的频率在面积发出的频率在 附近单位频率区间（或波长在附近单位频率区间（或波长在 附近单位波长区间）的电磁波的能量附近单位波长区间）的电磁波的能量.单色辐射出射度单色辐射出射度 单位：单位：单色辐射出射度单色辐射出射度 单位：单位：21.1 黑体辐射黑体辐射篮球比赛是

4、根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（3 3）辐射出射度）辐射出射度 （辐出度）（辐出度）单位时间，单位单位时间，单位面积上所辐射出的各面积上所辐射出的各种频率（或各种波长）种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和的电磁波的能量总和.0 2 4 6 8 10 12钨丝和太阳的单色辐出度曲线钨丝和太阳的单色辐出度曲线21210468太阳太阳可见可见光区光区 钨丝钨丝（58005800K K）太阳太阳（58005800K K）钨丝钨丝篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系

5、统实验表明实验表明 辐射能力越强的物体，其吸收能力也越强辐射能力越强的物体，其吸收能力也越强.（4 4）黑体）黑体 能完全吸收照射到它上面的各种频率能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体的电磁辐射的物体称为黑体.（黑体是理想模型）（黑体是理想模型）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统0 1000 20001.00.5 二二 斯特藩斯特藩 玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律 维恩位移定律维恩位移定律可可见见光光区区30003000K K60006000K K（1 1）斯特藩斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律斯特藩斯特藩玻

6、尔兹曼常量玻尔兹曼常量指出黑体的辐射度与指出黑体的辐射度与温度之间的关系，没温度之间的关系，没有给出有给出M（，T）的）的具体函数形式具体函数形式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统0 1000 20001.00.5 可可见见光光区区30003000K K60006000K K（2）维恩位移定律维恩位移定律常量常量峰值波长峰值波长篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统0 1 2 3 6123 45瑞利瑞利-金斯公式金斯公式实验曲线实验曲线*三三 黑体辐射

7、的瑞利黑体辐射的瑞利金斯公式金斯公式 经典物理的困难经典物理的困难瑞利瑞利-金斯公式金斯公式紫外灾难紫外灾难篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四四 普朗克假设普朗克假设 普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式（1900 1900 年）年）普朗克常量普朗克常量 能量子能量子 为单元来吸收为单元来吸收或发射能量或发射能量.普朗克认为：金属空腔壁中电子的振动可视为一普朗克认为：金属空腔壁中电子的振动可视为一维谐振子，它吸收或者发射电磁辐射能量时，不是过维谐振子，它吸收或者发射电磁辐射能量时，不是过去经典物理认为的那样可以连续的吸

8、收或发射能量，去经典物理认为的那样可以连续的吸收或发射能量，而是以与振子的频率成正比的而是以与振子的频率成正比的普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式 空腔壁上的带空腔壁上的带电谐振子吸收或发射能量应为电谐振子吸收或发射能量应为 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统0 1 2 3 6瑞利瑞利-金斯公式金斯公式123 45普朗克公式的理论曲线普朗克公式的理论曲线实验值实验值*篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1 光电效应实验的规律光电效应实验的规律（

9、1）实验装置实验装置 光照射至金属表面光照射至金属表面,电子从金电子从金属表面逸出属表面逸出,称其为称其为光电子光电子.（2）实验规律实验规律 截止频率（红限）截止频率（红限）几种几种纯金属的纯金属的截止截止频率频率 仅当仅当 才发生光电效应，才发生光电效应，截止频率与截止频率与材料有关材料有关与与光强无关光强无关 .金属金属截止频率截止频率4.545 5.508.065 11.53铯铯 钠钠 锌锌 铱铱 铂铂 19.2921.2 光电效应光电效应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 电流饱和值电流饱和值 遏止电压遏止电压

10、 瞬时性瞬时性 遏止电势差与入射光频率遏止电势差与入射光频率具有线性关系具有线性关系.当光照射到金属表面上时，当光照射到金属表面上时，几乎立即就有光电子逸出几乎立即就有光电子逸出（光强）（光强）遏止电压遏止电压 与光强无关与光强无关篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（3 3）经典理论遇到的困难经典理论遇到的困难 红限问题红限问题 按经典理论按经典理论,无论何种频率的入射光无论何种频率的入射光,只要其强度只要其强度足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属足够大，就能使电子具有足够的能量逸出金属.与实与实验结果不符验结果不符

11、.金属中电子吸收光能逸出金属中电子吸收光能逸出,其初动能决定于光振动其初动能决定于光振动振幅振幅,即由光强决定。而实验表明初动能与入射光频率即由光强决定。而实验表明初动能与入射光频率相关，而与入射光强无关。相关，而与入射光强无关。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有按经典理论，电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属一定的时间来积累，一直积累到足以使电子逸出金属表面为止表面为止.与实验结果不符与实验结果不符.瞬时性问题瞬时性问题篮球比赛是根据运

12、动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2 2 光子光子 爱因斯坦方程爱因斯坦方程（1）“光量子光量子”假设假设光子的能量为光子的能量为（2）解释实验解释实验几种金属的逸出功几种金属的逸出功金属金属钠钠 铝铝 锌锌 铜铜 银银 铂铂2.28 4.08 4.31 4.70 4.73 6.35爱因斯坦方程爱因斯坦方程 逸出功与逸出功与材料有关材料有关 对同一种金属，对同一种金属，一定，一定，与光强无关，与光强无关篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 逸出功逸出功爱因斯坦方程爱

13、因斯坦方程产生光电效应条件条件产生光电效应条件条件（截止频率）（截止频率）光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 子数目越多，光电流越大子数目越多，光电流越大.（时）时）光子射至金属表面，一个光子携带的能量光子射至金属表面，一个光子携带的能量 将一将一 次性被一个电子吸收，若次性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸出，电子立即逸出，无需时间积累（无需时间积累（瞬时瞬时性）性）.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（3）的测定的测定爱因斯坦方程爱因斯坦方程遏止电势差和入射光遏止电

14、势差和入射光频率的关系频率的关系篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统光电成像器件能将可见或不可见的辐射图像转换或增强成光电成像器件能将可见或不可见的辐射图像转换或增强成为可观察记录、传输、储存的图像。为可观察记录、传输、储存的图像。3 3 光电效应在近代技术中的应用光电效应在近代技术中的应用红红外外变变像像管管红外辐射图像红外辐射图像可见光图像可见光图像像像 增增 强强 器器微弱光学图像微弱光学图像 高亮度可见光学图像高亮度可见光学图像篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统

15、是一种得分类型的系统光控继电器、自动控制、光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等自动计数、自动报警等.光电倍增管光电倍增管放大器放大器接控件机构接控件机构光光光控继电器示意图光控继电器示意图篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4 4 光的波粒二象性光的波粒二象性描述光的描述光的 粒子性粒子性 描述光的描述光的 波动性波动性 光子光子 相对论能量和动量关系相对论能量和动量关系（2 2）粒子性：粒子性：（光电效应等）（光电效应等）（1 1）波动性：波动性：光的干涉和衍射光的干涉和衍射篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得

16、分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 1920 1920年，美国物理学家康普顿在观察年，美国物理学家康普顿在观察X X射线被物质散射线被物质散射时，发现射时，发现散射散射线中含有线中含有波长波长发生发生变化变化了的成分了的成分.1 1 实验装置实验装置21.3 康普顿效应康普顿效应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 经典电磁理论预言，经典电磁理论预言，散射辐射具有和入射辐射散射辐射具有和入射辐射一样的频率一样的频率.经典理论无经典理论无法解释波长变化法解释波长变化.2 实验结果实验结果（相

17、对强度）（相对强度）（波长）（波长）在散射在散射X X 射线中除有射线中除有与入射波长相同的射线外，与入射波长相同的射线外，还有波长比入射波长更长还有波长比入射波长更长的射线的射线.3 经典理论的困难经典理论的困难篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统光子光子电子电子 电子反冲速度很大，需用电子反冲速度很大，需用相对论力学相对论力学来处理来处理.（1 1）物理模型物理模型 入射光子（入射光子（X 射线或射线或 射线）能量大射线）能量大 .固体表面电子束缚较弱，可视为固体表面电子束缚较弱，可视为近自由电子近自由电子.4 量子解

18、释量子解释电子电子光子光子 电子热运动能量电子热运动能量 ，可近似为，可近似为静止电子静止电子.范围为：范围为：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（2）理论分析理论分析能量守恒能量守恒动量守恒动量守恒篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 康普顿波长康普顿波长 康普顿公式康普顿公式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 散射光波长的改变量散射光波长的改变量 仅与仅与 有关有关 散射光

19、子能量减小散射光子能量减小康普顿公式康普顿公式（3）结论结论篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（4）讨论讨论（5）物理意义物理意义 若若 则则 ,可见光观察可见光观察不不到康普顿效应到康普顿效应.光子假设的正确性，狭义相对论力学的正确性光子假设的正确性，狭义相对论力学的正确性.微观粒子也遵守微观粒子也遵守能量守恒能量守恒和和动量守恒动量守恒定律定律.与与 的关系的关系与物质无关与物质无关，是光子与近自由电子，是光子与近自由电子间的相互作用间的相互作用.散射中散射中 的散射光是因的散射光是因光子光子与金属中的与金属中的紧束

20、缚紧束缚电子电子（原子核）的作用（原子核）的作用.康普顿公式康普顿公式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统解（解（1）例例 波长波长 的的X射线与静止的自由射线与静止的自由电子作弹性碰撞电子作弹性碰撞,在与入射角成在与入射角成 角的方向上观察角的方向上观察,问问（2）反冲电子得到多少动能？反冲电子得到多少动能？（1）散射波长的改变量散射波长的改变量 为多少？为多少？（3）在碰撞中，光子的能量损失了多少？在碰撞中，光子的能量损失了多少？（2）反冲电子的动能反冲电子的动能（3）光子损失的能量反冲电子的动能光子损失的能量反冲电子

21、的动能篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统21.4 氢原子光谱氢原子光谱 十九世纪末二十世纪初，一些实验现象相继十九世纪末二十世纪初，一些实验现象相继发现，如电子、发现，如电子、X 射线和放射性元素的发现表射线和放射性元素的发现表明原子是可以分割的，它具有比较复杂的结构，明原子是可以分割的，它具有比较复杂的结构，原子是怎样组成的？原子的运动规律如何？对原子是怎样组成的？原子的运动规律如何？对这些问题的研究形成了原子的量子理论。这些问题的研究形成了原子的量子理论。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因

22、此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1、原子结构的探索、原子结构的探索1.1.汤姆逊原子结构模型汤姆逊原子结构模型 1903年年 J.J.汤姆逊提出，原子中的正电荷和原汤姆逊提出，原子中的正电荷和原子质量均匀地分布在半径为子质量均匀地分布在半径为10-10m的球体内，而带的球体内，而带负电的电子则在这个球体内游动。这些电子能在它负电的电子则在这个球体内游动。这些电子能在它们的平衡位置上作简谐振动，观察到的原子所发光们的平衡位置上作简谐振动，观察到的原子所发光谱的各种频率就相当于这些振动的频率。谱的各种频率就相当于这些振动的频率。这种模型的特点：特别稳定这种模型的特点：特别稳定。篮球比

23、赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 粒子粒子镭放射源镭放射源 荧光屏荧光屏显微镜显微镜金箔金箔 后来卢瑟福和他的学生所后来卢瑟福和他的学生所作的作的粒子散射实验否定了汤粒子散射实验否定了汤姆逊的这种模型。姆逊的这种模型。2.2.粒子散射实验粒子散射实验 粒子为氦核粒子为氦核以以c/15轰击金箔，轰击金箔，在原子中带电物质的电场力作用下，使它偏离原来在原子中带电物质的电场力作用下，使它偏离原来的入射方向，从而发生散射现象。的入射方向，从而发生散射现象。氦核质量是电子质量的氦核质量是电子质量的 7500倍，倍，粒子运动不受电子影响

24、。粒子运动不受电子影响。实验结果表明：绝大部分粒子经金实验结果表明：绝大部分粒子经金箔散射后，散射角很小（箔散射后，散射角很小（23），但有但有1/8000的粒子偏转角大于的粒子偏转角大于90 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 汤姆逊的原子结构模型无法解释汤姆逊的原子结构模型无法解释这种现象。这种现象。这种大角度散射不可能解释为都是这种大角度散射不可能解释为都是偶然的小角度的累积偶然的小角度的累积这种可能性要比这种可能性要比1/8000小得多，绝大多数是一次碰撞小得多，绝大多数是一次碰撞的结果。但这不可能在汤姆逊模型那

25、样的结果。但这不可能在汤姆逊模型那样的原子中发生。的原子中发生。3.3.卢瑟福原子有核模型卢瑟福原子有核模型.原子的中心是原子核，几乎占有原子的全部质量，原子的中心是原子核，几乎占有原子的全部质量，集中了原子中全部的正电荷。集中了原子中全部的正电荷。.电子绕原子核旋转。电子绕原子核旋转。.原子核的体积比原子的体积小得多。原子核的体积比原子的体积小得多。原子半径原子半径10-10m，原子核半径原子核半径10-14 10-15m篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统卢瑟福卢瑟福 (E.Rufherford，18711937)英国

26、物理学家英国物理学家.1899年发现铀年发现铀盐放射出盐放射出、射线，提出天然放射线，提出天然放射性元素的衰变理论和定律射性元素的衰变理论和定律.根据根据 粒子散射实验，提出粒子散射实验，提出了原子的有核模型，了原子的有核模型，把原子结构把原子结构的研究引上了正确的轨道，因而的研究引上了正确的轨道，因而被誉为被誉为原子物理之父原子物理之父 1911年年卢瑟福由卢瑟福由粒子散射粒子散射实验提出了提出了的的原子有核模型（行星模型）原子有核模型（行星模型）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统卢瑟福的原子有核模型可以解释卢瑟福的原

27、子有核模型可以解释粒子的散射实验：粒子的散射实验：绝大多数的绝大多数的粒子会穿透原子按原方向进行，只有极粒子会穿透原子按原方向进行，只有极少数的少数的粒子进到核处而产生大角度散射。粒子进到核处而产生大角度散射。原子核式结构模型的建立，只肯定原子核式结构模型的建立，只肯定了原子核的存在，但还不知道原子核外了原子核的存在，但还不知道原子核外电子的情况。电子的情况。研究原子结构的两种方法：研究原子结构的两种方法：.利用原子发光谱线规律。利用原子发光谱线规律。.用高能粒子轰击物质中的原子，使高能粒子穿到原用高能粒子轰击物质中的原子，使高能粒子穿到原子内部发生作用，从观察到的现象解释原子内部结构。子内部

28、发生作用，从观察到的现象解释原子内部结构。后来盖革和马斯顿又仔细地进行了后来盖革和马斯顿又仔细地进行了粒子散射实验，证实了卢瑟福结构模型粒子散射实验，证实了卢瑟福结构模型的正确性。的正确性。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、光谱二、光谱光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。长成分的记录。光谱可分为三类：线状光谱，带状光谱，连续光光谱可分为三类：线状光谱，带状光

29、谱，连续光谱。连续光谱是固体加热时发出的，带状光谱是分子谱。连续光谱是固体加热时发出的，带状光谱是分子所发出的，而线状光谱是原子所发出的。所发出的，而线状光谱是原子所发出的。每一种元素都有它自己特有的光谱线，原子谱线每一种元素都有它自己特有的光谱线，原子谱线“携带携带”着大量有关原子内部结构或原子能态变化特着大量有关原子内部结构或原子能态变化特色的色的“信息信息”。通过研究光谱，就可以研究原子内部的结构，并通过研究光谱，就可以研究原子内部的结构，并通过原子光谱的实验数据来检验原子理论的正确性。通过原子光谱的实验数据来检验原子理论的正确性。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负

30、的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三三 氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 到到1885年，年，观测到的氢原子光谱线已有观测到的氢原子光谱线已有14条。条。1853年瑞典人年瑞典人埃格斯特朗埃格斯特朗（A.J.Angstrom）测得氢可见光光谱的红线，测得氢可见光光谱的红线，A即由此得来。即由此得来。1885 年瑞士数学家巴耳末发现年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律氢原子光谱可见光部分的规律:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的

31、，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式光谱公式波数波数 里德伯常量里德伯常量 与整数有关，与整数有关，谱线是分立的线状谱谱线是分立的线状谱篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 氢光谱各谱线系与氢光谱各谱线系与 n 的关系：的关系：莱曼系莱曼系（紫外区），（紫外区），m=1；（；（1916）巴耳末系巴耳末系（可见光），（可见光），m=2；（；（1885）帕邢系帕邢系（红外区），（红外区），m=3；（；（1908）布喇开系布喇开系（红外

32、区），（红外区），m=4；（；（1922）普丰德系普丰德系（红外区），（红外区），m=5；（；（1924）mn后来发现在紫外和红外区还有其他谱线系。后来发现在紫外和红外区还有其他谱线系。汉弗莱系汉弗莱系（红外区），（红外区），m=5；（；（1953）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统氢原子光谱的规律：氢原子光谱的规律：1）光谱是线状的，谱线有一定位置。这就是说，谱）光谱是线状的，谱线有一定位置。这就是说，谱线有确定的波长值，而且彼此是分立的。线有确定的波长值，而且彼此是分立的。2）谱线间有一定的关系，例如谱线构成一个谱线

33、系，）谱线间有一定的关系，例如谱线构成一个谱线系，它们的波长可以用一个公式表达出来，不同系的谱它们的波长可以用一个公式表达出来，不同系的谱线有些也有关系，例如有共同的光谱项。线有些也有关系，例如有共同的光谱项。3）每一谱线的波数都可以表达为二光谱项之差：）每一谱线的波数都可以表达为二光谱项之差：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四四 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论（1 1）经典核模型的困难经典核模型的困难 根据经典电磁理论，电子绕根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动，作加速运动核作匀速圆周运动，作加速运动的电子将不

34、断向外辐射电磁波的电子将不断向外辐射电磁波.+原子不断地向外辐射能量，原子不断地向外辐射能量，能量逐渐减小，电子绕核旋转的能量逐渐减小，电子绕核旋转的频率也逐渐改变，发射光谱应是频率也逐渐改变，发射光谱应是连续谱；连续谱；由于原子总能量减小，电子由于原子总能量减小，电子将逐渐的接近原子核而后相遇，将逐渐的接近原子核而后相遇，原子不稳定原子不稳定.+篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统玻玻 尔尔 (Bohr.Niels 1885-1962)丹麦理论物理学家，现代丹麦理论物理学家，现代物理学的创始人之一物理学的创始人之一.完满

35、地解释了氢原子光谱的规律完满地解释了氢原子光谱的规律.1922年获得诺贝尔物理学奖年获得诺贝尔物理学奖.1913年在卢瑟福的有核模年在卢瑟福的有核模型基础上，将量子化概念应用型基础上，将量子化概念应用于原子系统，提出三条假设：于原子系统，提出三条假设：(2)频率条件频率条件(1)定态假设定态假设(3)量子化条件量子化条件篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（2 2）玻尔的三个假设玻尔的三个假设 假设一假设一 电子在原子中，可以在一些电子在原子中，可以在一些特定特定的轨道上的轨道上运动而运动而不不辐射电磁波，这时原子处于辐射

36、电磁波，这时原子处于稳定稳定状态（状态（定态定态），），并具有一定的能量并具有一定的能量.量子化条件量子化条件频率条件频率条件 假设二假设二 电子以速度电子以速度 在半径为在半径为 的圆周上绕核运的圆周上绕核运动时，只有电子的动时，只有电子的角动量角动量 等于等于 的的整数倍整数倍的那些的那些轨道是轨道是稳定稳定的的.主主量子数量子数 假设三假设三 当原子从高能量当原子从高能量 的定态跃迁到低能量的定态跃迁到低能量的定态时，要发射频率为的定态时，要发射频率为 的光子的光子.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统由由量子化条件

37、量子化条件：向心力向心力：（3）氢原子轨道、能级、波数的推导氢原子轨道、能级、波数的推导氢原子体系的能量氢原子体系的能量氢原子能级氢原子能级:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(1)氢原子氢原子轨道半径轨道半径简化：简化：玻尔半径玻尔半径(2)氢原子能量（能级）氢原子能量（能级）基态能量基态能量(n=1)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统轨道轨道 n=1:基态基态(正常状态）正常状态）n=2:第一激发态第一激发态 n=3:第二激发态第二激发态轨道图

38、轨道图篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统能级能级基态基态激激发发态态电离态电离态1234能级图能级图 n=1:基态基态 n=2:第一激发态第一激发态 n=3:第二激发态第二激发态篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统能级能级 第一激发态的电离能第一激发态的电离能基态基态激激发发态态电离态电离态1234能级图能级图 电离能：原子电离所需的能量电离能：原子电离所需的能量基态电离能基态电离能篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮

39、球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4 玻尔理论对氢原子光谱的解释玻尔理论对氢原子光谱的解释(里德伯常量里德伯常量)理论公式与实验一致，成功解释了氢光谱实验理论公式与实验一致，成功解释了氢光谱实验篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统赖曼系赖曼系（紫外区）（紫外区）巴耳末系巴耳末系(可见区可见区)帕邢系帕邢系(红外区红外区)布喇开系布喇开系氢原子能级和能级跃迁图：氢原子能级和能级跃迁图：-13.6eV-3.39eV-1.51eV-0.85eVEn n由能级算出的光由能级算出的光谱线频率和实验谱线频率和实验结果完全一致结果

40、完全一致126534篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（1 1）正确地指出正确地指出原子能级原子能级的存在（原子能量量子化）；的存在（原子能量量子化）；（2 2）正确地指出正确地指出定态定态和和角动量量子化角动量量子化的概念；的概念；（3 3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱；正确的解释了氢原子及类氢离子光谱；五五 氢原子玻尔理论的意义和困难氢原子玻尔理论的意义和困难（4 4）无法解释无法解释比氢原子更复杂的原子；比氢原子更复杂的原子；（5 5）把微观粒子的运动视为有确定的把微观粒子的运动视为有确定的轨道轨道是不正确的；

41、是不正确的；（6 6）是是半半经典经典半半量子量子理论，存在逻辑上的缺点，即把理论，存在逻辑上的缺点，即把 微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又 赋予它们量子化的特征赋予它们量子化的特征.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 夫兰克夫兰克-赫兹实验证明了玻尔第一假设的正确性。赫兹实验证明了玻尔第一假设的正确性。充有低压水银蒸汽的充有低压水银蒸汽的玻璃管，电子与汞原玻璃管，电子与汞原子碰撞，使汞原子吸子碰撞，使汞原子吸收电子能量而激发。收电子能量而激发。原子吸收的能量是不原子吸

42、收的能量是不连续的。连续的。灯丝灯丝栅极栅极板极板极实验原理实验原理K、G 之间加正向电压，电之间加正向电压，电子在子在 E 作用下向作用下向 G 运动。运动。G、P 之间加反向电压，电子穿过之间加反向电压，电子穿过 G 达到达到 P 形形成电流成电流,作作IP U0 图。图。1914 年弗兰克年弗兰克 赫兹从实验上证实了赫兹从实验上证实了原子存在分原子存在分立的能级立的能级，1925 年他们因此而获物理学年他们因此而获物理学诺贝尔奖诺贝尔奖.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统灯丝灯丝栅极栅极板极板极1.电子动能电子动能

43、EkE2-E1 E1 E2电子电子EkvIP第一个波峰第一个波峰汞原子基态为汞原子基态为 E1，第一第一激发态激发态 E2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.Hg 原子第二次从原子第二次从电子电子Ek E1 E2vIP第二个波峰第二个波峰灯丝灯丝栅极栅极 板极板极电子第一次使电子第一次使 Hg 激发后，激发后，在在U0 的加速下又的加速下又 EkE2-E14.Hg 原子第一激发态与基态原子第一激发态与基态能量之差能量之差5.实验中可观察到光环，受实验中可观察到光环，受激激 Hg 原子从高能态跳回低原子从高能态跳回低能态放出光子。能态放出光子。从而验证了原子能级的存在。从而验证了原子能级的存在。