原子的量子态玻尔模型ppt课件.ppt

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1、火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去第二章 原子的量子态：玻尔模型背景知识背景知识玻尔模型玻尔模型实验验证之一：夫兰克实验验证之一：夫兰克赫兹实验赫兹实验实验验证之二：类氢光谱实验验证之二：类氢光谱玻尔模型的推广玻尔模型的推广玻尔理论的成就与困难玻尔理论的成就与困难返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去背景知识量子假说根据之一：黑体辐射量子假说根据之二：光电效应光谱学知识返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服

2、或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 一定时间内物体辐射能量的多少，以及辐射能按波长一定时间内物体辐射能量的多少，以及辐射能按波长的分布都与温度有关。的分布都与温度有关。一、热辐射一、热辐射热辐射热辐射 普朗克的量子假设普朗克的量子假设热辐射热辐射:由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象。波的现象。固体在温度升高时颜色的变化固体在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去人人体体热热图图火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而

3、出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去单色能密度单色能密度 在一定温度在一定温度T下，辐射场内下，辐射场内部单位体积中在波长部单位体积中在波长 +d 范围内的辐射范围内的辐射能与波长间隔的比值，即能与波长间隔的比值，即能量密能量密度度 在一定温度在一定温度T下，辐射场内部单下，辐射场内部单位体积中的辐射场能量。位体积中的辐射场能量。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去单色辐出度单色辐出度 在一定温度在一定温度T下，物体单位表面在单位时间内下，物体单位表面在单位时间内发射的波长在发射的波长在

4、 +d 范围内的范围内的辐射能与波长间隔的比值，即辐射能与波长间隔的比值，即辐辐出度出度 在一定温度在一定温度T 下，单位时间内从物体单位表面上下，单位时间内从物体单位表面上所发出的各种波长的总辐射能。所发出的各种波长的总辐射能。物体辐射电磁波的同时也吸收电磁波。物体辐射电磁波的同时也吸收电磁波。平衡热辐射平衡热辐射辐射和吸收达到平衡时，物体的温度不再变化，辐射和吸收达到平衡时，物体的温度不再变化，此时物体的热辐射为平衡热辐射。此时物体的热辐射为平衡热辐射。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去二、黑体辐射实验定律二、黑体辐

5、射实验定律单色反射率单色反射率 对一定波长的波，单位时间、单位对一定波长的波，单位时间、单位 面积上反射能与入射能之比面积上反射能与入射能之比 单色吸收率单色吸收率 对一定波长的波，单位时间、单位对一定波长的波，单位时间、单位 面积上面积上吸收能与入射能之比吸收能与入射能之比 绝对黑体（黑体）绝对黑体（黑体）在任何温度下，对任何波长的辐射能在任何温度下，对任何波长的辐射能 的吸收率恒为的吸收率恒为1 1的物体。的物体。黑黑体体模模型型 不透明的材料制成带小孔的的空腔不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。可近似看作黑体。研究黑体辐射的规律是了解一般物体研究黑体辐射的规律是了解一般物体热

6、辐射性质的基础。热辐射性质的基础。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去1 1、斯忒藩、斯忒藩玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律：一定温度下一定温度下,黑体的辐出度与黑体的绝对温度四黑体的辐出度与黑体的绝对温度四次方成正比，即次方成正比，即2 2、维恩位移公式：、维恩位移公式：黑体辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波黑体辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动。方向移动。b b为常数为常数为常数为常数3 3、18591859年，基尔霍夫证明，黑体与热辐射平衡时，辐射能量密度只年，基尔霍夫证明，黑体与热辐射平衡时，辐射能量密度只

7、年，基尔霍夫证明，黑体与热辐射平衡时，辐射能量密度只年，基尔霍夫证明，黑体与热辐射平衡时，辐射能量密度只与黑体的绝对温度有关。与黑体的绝对温度有关。与黑体的绝对温度有关。与黑体的绝对温度有关。4 4、维恩在、维恩在、维恩在、维恩在18961896年仿照麦克斯韦速率分布率，利用经典统计方法得到：年仿照麦克斯韦速率分布率，利用经典统计方法得到：年仿照麦克斯韦速率分布率，利用经典统计方法得到：年仿照麦克斯韦速率分布率，利用经典统计方法得到：其中其中其中其中c1c1和和和和c2c2为实验测量常数，分别为：为实验测量常数，分别为：为实验测量常数，分别为：为实验测量常数，分别为：5 5、瑞利和金斯利用能量

8、均分定理得到：、瑞利和金斯利用能量均分定理得到：、瑞利和金斯利用能量均分定理得到：、瑞利和金斯利用能量均分定理得到：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去MB 瑞利瑞利 金斯公式金斯公式(1900年年)维恩公式维恩公式(1896年年)实验曲线实验曲线经典物理遇到的困难经典物理遇到的困难火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去19001900年普朗克为得到与实验曲线相符的公式，提出年普朗克为得到与实验曲线相符的公式，提出 （1）黑体腔壁中的电子的振动可看作是一

9、维谐振子，这）黑体腔壁中的电子的振动可看作是一维谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。些谐振子可以发射和吸收辐射能。（2）这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态）这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子具有的能量只能取分立值，相应的能量是某一最小中，谐振子具有的能量只能取分立值，相应的能量是某一最小能量的整数倍，最小能量值称为能量子，其值为能量的整数倍，最小能量值称为能量子，其值为能量子假设：能量子假设：普朗克根据量子假设推得绝对黑体的辐射公式普朗克根据量子假设推得绝对黑体的辐射公式：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯

10、、湿被褥勇敢地冲出去MB 瑞利瑞利 金斯公式金斯公式(1900年年)维恩公式维恩公式(1896年年)普朗克公式普朗克公式(1900年年)实验曲线实验曲线普朗克黑体的辐射公式与实验值普朗克黑体的辐射公式与实验值：普朗克公式推导火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 德国物理学家，量子物理学的开创德国物理学家，量子物理学的开创德国物理学家，量子物理学的开创德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，者和奠基人，者和奠基人，者和奠基人，1918191819181918年诺贝尔物理学奖金年诺贝尔物理学奖金年诺贝尔物理学奖金年诺贝尔物理

11、学奖金的获得者。的获得者。的获得者。的获得者。普朗克的伟大成就，就是创立了量普朗克的伟大成就，就是创立了量普朗克的伟大成就，就是创立了量普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变子理论，这是物理学史上的一次巨大变子理论，这是物理学史上的一次巨大变子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的革。从此结束了经典物理学一统天下的革。从此结束了经典物理学一统天下的革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。局面。局面。局面。1900 1900 1900 1900年，普朗克抛弃了能量是连续年，普朗克抛弃了能量是连续年，普朗克抛弃了能量是连续年，普朗克抛弃了能量是

12、连续的传统经典物理观念，导出了与实验完的传统经典物理观念，导出了与实验完的传统经典物理观念，导出了与实验完的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上全符合的黑体辐射经验公式。在理论上全符合的黑体辐射经验公式。在理论上全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能导出这个公式，必须假设物质辐射的能导出这个公式，必须假设物质辐射的能导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一个最小能量量是不连续的，只能是某一个最小能量量是不连续的，只能是某一个最小能量量是不连续的，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位的整数倍。普朗克把

13、这一最小能量单位的整数倍。普朗克把这一最小能量单位的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为称为称为称为“能量子能量子能量子能量子”。普朗克的假设解决了。普朗克的假设解决了。普朗克的假设解决了。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并提出了能量子与频率成正比的观点，并提出了能量子与频率成正比的观点，并提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数引入了普朗克常数引入了普朗克常数引入了普朗克常数h h h h。量子理论现已成为。量子理论现已成为。量子

14、理论现已成为。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。现代理论和实验的不可缺少的基本理论。现代理论和实验的不可缺少的基本理论。现代理论和实验的不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺普朗克由于创立了量子理论而获得了诺普朗克由于创立了量子理论而获得了诺普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔奖金。贝尔奖金。贝尔奖金。贝尔奖金。普朗克普朗克Max Karl Ernst Ludwig Planck(18581947)光电效应发现及实验装置18871887年，赫兹在作电磁振荡实验时，发现用紫外光照射年，赫兹在作电磁振荡实验时，发现用紫外光照射年，赫兹在作电磁振荡实验时，发现用紫

15、外光照射年，赫兹在作电磁振荡实验时，发现用紫外光照射锌极（锌片）时，出现放电现象，说明光照产生了电流，锌极（锌片）时，出现放电现象，说明光照产生了电流，锌极（锌片）时，出现放电现象，说明光照产生了电流，锌极（锌片）时，出现放电现象，说明光照产生了电流，这就是光电效应，电流则为光电流。汤姆逊这就是光电效应，电流则为光电流。汤姆逊这就是光电效应，电流则为光电流。汤姆逊这就是光电效应，电流则为光电流。汤姆逊18971897年发现年发现年发现年发现电子之后，勒纳测量了光电流对应粒子的荷质比，确定电子之后，勒纳测量了光电流对应粒子的荷质比，确定电子之后，勒纳测量了光电流对应粒子的荷质比，确定电子之后，勒

16、纳测量了光电流对应粒子的荷质比，确定其为电子。在此之后，斯托列托夫采用下面装置研究了其为电子。在此之后，斯托列托夫采用下面装置研究了其为电子。在此之后，斯托列托夫采用下面装置研究了其为电子。在此之后，斯托列托夫采用下面装置研究了光电流的各种实验规律。光电流的各种实验规律。光电流的各种实验规律。光电流的各种实验规律。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去伏安特性曲线伏安特性曲线一一、光电效应的实验规律、光电效应的实验规律(1)(1)饱和电流饱和电流 iS(2)(2)遏遏止电压止电压 Ua iS :单位时间阴极产生的光电子数单位

17、时间阴极产生的光电子数 IAKU光电效应光电效应 爱因斯坦光子假说爱因斯坦光子假说iS3iS1iS2I1I2I3-UaUiI1I2I3 Ua光电子最大初动能和光电子最大初动能和 成线性关系成线性关系遏止电压与频率关系曲线遏止电压与频率关系曲线和和v 成成线线性性关关系系i(实验装置示意实验装置示意图图)0A(3)(3)截止频率截止频率 0(4)(4)即时发射即时发射:迟滞时间不超过迟滞时间不超过 10-9 秒秒WK（I,）火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去二、实验规律与经典理论的矛盾二、实验规律与经典理论的矛盾 电子在电

18、磁波作用下作受迫振动，直到获得足够能量电子在电磁波作用下作受迫振动，直到获得足够能量(与与 光强光强 I 有关有关)逸出，不应存在红限逸出，不应存在红限 0 。当光强很小时，电子要逸出，必须经较长时间的能量积累。当光强很小时，电子要逸出，必须经较长时间的能量积累。只有光的频率只有光的频率 0 时，电子才会逸出。时，电子才会逸出。（红限：红限：0）逸出光电子的多少取决于光强逸出光电子的多少取决于光强 I。光电子即时发射，滞后时间不超过光电子即时发射，滞后时间不超过 109 秒秒。（。（瞬时性瞬时性）总结总结 光电子最大初动能和光频率光电子最大初动能和光频率 成线性关系。成线性关系。光电子最大初动

19、能取决于光强，和光的频率光电子最大初动能取决于光强，和光的频率 无关。无关。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去三、三、爱因斯坦的光子理论爱因斯坦的光子理论（A A 为为逸逸出功）出功）光是以光速运动的粒子流，这些粒子称为光量子或光子，光是以光速运动的粒子流，这些粒子称为光量子或光子，光子的能量是光子的能量是 光电效应方程光电效应方程光强决定于单位时间内通过单位面积的光子数光强决定于单位时间内通过单位面积的光子数N N.单色光的光强是单色光的光强是 光子只能作为一个整体被发射和吸收。光子只能作为一个整体被发射和吸收。火灾袭

20、来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 单位时间到达单位垂直面积的光子数为单位时间到达单位垂直面积的光子数为N，则光强，则光强 I=Nh.I 越强越强,到阴极的光子越多到阴极的光子越多,则则逸逸出的光电子越多。出的光电子越多。电子吸收一个光子即可逸出，不需要长时间的能量积累。电子吸收一个光子即可逸出，不需要长时间的能量积累。光频率光频率 A/h 时，时，电子吸收一个光子即可克服逸出功电子吸收一个光子即可克服逸出功 A 逸出逸出(o=A/h)。光子理论对实验规律的解释光子理论对实验规律的解释 光电子最大初动能和光频率光电子最大初动能

21、和光频率 成线性关系。成线性关系。由于爱因斯坦提出的光子假设成功地说明了光电由于爱因斯坦提出的光子假设成功地说明了光电效应的实验规律效应的实验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去爱因斯坦爱因斯坦Albert Einstein（18791879-1955-1955）爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人。人。18791879年年3 3月月1414日生于德国的乌尔姆，日生于德国的乌尔姆，19551955年年4 4月月1818日卒于美

22、国的普林斯顿。日卒于美国的普林斯顿。爱因斯坦爱因斯坦19001900年毕业于瑞士苏黎世联邦年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学，毕业后即失业。在朋友的帮助下，工业大学，毕业后即失业。在朋友的帮助下，才在瑞士联邦专利局找到工作。才在瑞士联邦专利局找到工作。19051905年获苏年获苏黎世大学博士学位。黎世大学博士学位。19091909年任苏黎世大学理年任苏黎世大学理论物理学副教授，论物理学副教授，19111911年任布拉格大学教授，年任布拉格大学教授，两年后任德国威廉皇家物理研究所所长、柏两年后任德国威廉皇家物理研究所所长、柏林大学教授，当选为普鲁士科学院院士。林大学教授，当选为普鲁士科学院院士。19

23、321932年受希特勒迫害离开德国年受希特勒迫害离开德国,1933,1933年年1010月定月定居美国。爱因斯坦在物理学的许多领域都有居美国。爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如研究毛细现象、阐明布朗运动、贡献，比如研究毛细现象、阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论完满地解释光光的量子概念，并以量子理论完满地解释光电效应、辐射过程、固体比热，发展了量子电效应、辐射过程、固体比热，发展了量子统计。并于统计。并于19211921年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物

24、，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 （1 1 1 1）发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱 连续光谱：炽热固体、液体、黑体；连续光谱：炽热固体、液体、黑体；连续光谱：炽热固体、液体、黑体；连续光谱：炽热固体、液体、黑体；线状光谱（原子）：彼此分立亮线，气体放电、火花电弧。线状光谱（原子）：彼此分立亮线，气体放电、火花电弧。线状光谱（原子）：彼此分立亮线，气体放电、火花电弧。线状光谱（原子）：彼此分立亮线，气体放电、火花电弧。光谱及其分类：光谱及其分类：光谱及其分类：光谱及其分类：（2 2 2 2）吸收光谱吸收光谱吸收光谱吸收光谱 连续谱通过物质时，有些谱线被吸收形成的暗线

25、。连续谱通过物质时，有些谱线被吸收形成的暗线。连续谱通过物质时，有些谱线被吸收形成的暗线。连续谱通过物质时，有些谱线被吸收形成的暗线。两者都能反映物质特性及其内部组成结构两者都能反映物质特性及其内部组成结构两者都能反映物质特性及其内部组成结构两者都能反映物质特性及其内部组成结构特征谱线特征谱线特征谱线特征谱线 最简单的原子发射光谱是氢原子光谱最简单的原子发射光谱是氢原子光谱最简单的原子发射光谱是氢原子光谱最简单的原子发射光谱是氢原子光谱。氢原子光谱氢原子光谱光谱研究最早于牛顿光谱研究最早于牛顿1666年的三棱镜实验，随后，沃拉斯顿（年的三棱镜实验，随后，沃拉斯顿（1801）、）、夫琅和费（夫琅

26、和费（1815）、赫歇尔（）、赫歇尔（1823）进行了大量的实验研究，但缺少理）进行了大量的实验研究，但缺少理论上的总结。论上的总结。(1)(1)分立线状光谱分立线状光谱(2)(2)18851885年，巴尔末提出年，巴尔末提出(3)(3)B=364.56nmB=364.56nm(4)(4)(3)1(3)1889889年，里德堡提出年，里德堡提出实验规律实验规律（氢原子的巴耳末线系（氢原子的巴耳末线系18841884）氢原子光谱的氢原子光谱的实验实验规律规律氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律里德堡公式出现之后，巴尔末预言：里德堡公式出现之后，巴尔末预言：（氢光谱的里德伯常量）（氢光谱的里德

27、伯常量）m=1(n=2,3,4,)谱线系谱线系 赖曼系赖曼系 （1914年）紫外年）紫外m=3(n=4,5,6,)谱线系谱线系 帕邢系帕邢系 （1908）近红）近红外外m=4(n=5,6,7,)谱线系谱线系 布拉格系布拉格系 （1922）远远红外红外m=5(n=6,7,8,)谱线系谱线系 普丰德系普丰德系 （1924）远红远红外外火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律19081908年年,里兹以氢原子的广义巴尔末公式为基础里兹以氢原子的广义巴尔末公式为基础,研究了许多元素的光谱规律研究

28、了许多元素的光谱规律,提出里兹组合原理提出里兹组合原理:元素光谱线的波数由两个参数元素光谱线的波数由两个参数m,nm,n决定，它等于决定，它等于同一个函数的两种不同许可值之差，即同一个函数的两种不同许可值之差，即对于氢原子对于氢原子火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去氢原子谱线火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去玻尔模型及其对氢原子光谱的解释1913玻尔在普朗克、爱因斯坦和巴尔末思想的影响下创造性地提出原子结构的玻尔模型：定态假设定态假设角动量量子化假

29、设角动量量子化假设定态跃迁假设定态跃迁假设玻尔模型对氢原子光谱的解释玻尔模型对氢原子光谱的解释对应性原理对应性原理原子物理数值计算原子物理数值计算返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去定态假设 原子存在一系列不连续的稳定状态原子存在一系列不连续的稳定状态原子存在一系列不连续的稳定状态原子存在一系列不连续的稳定状态定态，处于定态的定态，处于定态的定态，处于定态的定态，处于定态的电子绕原子核沿圆周轨道运动，但不产生电磁辐射。电子绕原子核沿圆周轨道运动，但不产生电磁辐射。电子绕原子核沿圆周轨道运动，但不产生电磁辐射。电子绕原子

30、核沿圆周轨道运动，但不产生电磁辐射。返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去定态跃迁假设当原子中电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，当原子中电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，对应原子从一个定态跃迁到另一个定态，这时对应原子从一个定态跃迁到另一个定态，这时它会放出（或吸收）一个光子，能量为它会放出（或吸收）一个光子，能量为hh：返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去角动量量子化 作定态轨道运动的电子的角动量只能等于一些分立值作定态轨道运动的电子的角动量只

31、能等于一些分立值作定态轨道运动的电子的角动量只能等于一些分立值作定态轨道运动的电子的角动量只能等于一些分立值n=1,2,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理论与实验对比对应性原理：微观范围内的规律延伸到经典范围时，其规律应一致的对应性原理：微观范围内的规律延伸到经典范围时，其规律应一致的对应性原理：微观范围内的规律延伸到经典范围时，其规律应一致的对应性原理：微观范围内的规律延伸到经典范围时，其规律应一致的n n很大时，微观过渡到宏观。考虑很大时，微观过渡到宏观。考虑很大时，微观过渡到宏观。考虑很大时，微观过渡到宏观。考虑n n和和和和mm相差相差相差相差1 1火灾袭来时要迅速

32、疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去原子物理学中的数值计算方法组合常数组合常数组合常数组合常数 c=197fmMeV=197nmeV c=197fmMeV=197nmeV AA e e2 2/(4/(4 o o)=1.44fm)=1.44fmMeV=1.44nmeV MeV=1.44nmeV BB mme ec c2 2=0.511MeV=511keV =0.511MeV=511keV 电子的静止能量电子的静止能量电子的静止能量电子的静止能量=B/A=B/A=e e2 2/(4/(4 o o cc)=1/137 )=1/137 精细结构常

33、数精细结构常数精细结构常数精细结构常数原子物理中重要的特征量原子物理中重要的特征量原子物理中重要的特征量原子物理中重要的特征量 线度线度线度线度玻尔第一半径：玻尔第一半径：玻尔第一半径：玻尔第一半径：0.053nm0.053nm 速度速度速度速度玻尔速度玻尔速度玻尔速度玻尔速度光速的光速的光速的光速的137137分之一分之一分之一分之一 能量能量能量能量氢原子基态的能量：氢原子基态的能量：氢原子基态的能量：氢原子基态的能量：-13.6eV-13.6eV 里德伯常量里德伯常量里德伯常量里德伯常量返回线度半径速度玻尔速度原子能量原子能量里德伯常量里德伯常量火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留

34、恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去光谱R RH HT T=109737.315cm=109737.315cm-1-1(理论值）理论值）R RH HE E=109677.58cm=109677.58cm-1-1（实验值）（实验值）火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去光谱类氢光谱类氢光谱肯定氘的存在肯定氘的存在非量子化轨道非量子化轨道里德伯原子里德伯原子返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去夫兰克赫兹实验19141914年

35、年J.J.夫兰夫兰克和克和G.L.G.L.赫兹赫兹用低速电子碰用低速电子碰撞原子的方法撞原子的方法证实了原子分证实了原子分立能态的存在立能态的存在。证明原子内部证明原子内部能量量子化的能量量子化的实验。实验。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去夫兰克赫兹实验返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去玻尔模型的推广玻尔-索末菲模型相对论修正返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去玻尔-

36、索末菲模型 19161916年，索末菲年，索末菲年，索末菲年，索末菲（A.SommerfeldA.Sommerfeld）提出）提出）提出）提出了椭圆轨道理论，对玻尔了椭圆轨道理论，对玻尔了椭圆轨道理论，对玻尔了椭圆轨道理论，对玻尔理论作了进一步的修正理论作了进一步的修正理论作了进一步的修正理论作了进一步的修正,能量表达式与玻尔模型结能量表达式与玻尔模型结能量表达式与玻尔模型结能量表达式与玻尔模型结果一致，但能级简并，简果一致，但能级简并，简果一致，但能级简并，简果一致，但能级简并，简并度为量子数并度为量子数并度为量子数并度为量子数n n。这并不。这并不。这并不。这并不能解释氢原子能解释氢原子能

37、解释氢原子能解释氢原子H H 线的三线的三线的三线的三线结构。线结构。线结构。线结构。索末菲引入相对索末菲引入相对索末菲引入相对索末菲引入相对论效应对该现象进行了论效应对该现象进行了论效应对该现象进行了论效应对该现象进行了“较好较好较好较好”解释。解释。解释。解释。返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去相对论修正相对论修正由于原子中电子的运动速度可以和光速相比拟，由于原子中电子的运动速度可以和光速相比拟，由于原子中电子的运动速度可以和光速相比拟，由于原子中电子的运动速度可以和光速相比拟，故必须考虑到相对论修正：故必须考虑

38、到相对论修正：故必须考虑到相对论修正：故必须考虑到相对论修正：考虑到相对论修正，电子能量表达式为：考虑到相对论修正，电子能量表达式为：考虑到相对论修正，电子能量表达式为：考虑到相对论修正，电子能量表达式为：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去相对论修正请思考：请思考：上式中如果上式中如果Z137会出现什么情形？会出现什么情形？经相对论修正的索末非模型返回火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去玻尔理论的成就与困难玻尔理论的成就与困难成就成就成就成就 191

39、31913年，玻尔把普朗克和爱因斯坦的量子化概念应年，玻尔把普朗克和爱因斯坦的量子化概念应年，玻尔把普朗克和爱因斯坦的量子化概念应年，玻尔把普朗克和爱因斯坦的量子化概念应用到卢瑟福模型，提出了定态（量子态）的概念和用到卢瑟福模型，提出了定态（量子态）的概念和用到卢瑟福模型，提出了定态（量子态）的概念和用到卢瑟福模型，提出了定态（量子态）的概念和定态跃迁的概念，并给出了对氢原子光谱的比较满定态跃迁的概念，并给出了对氢原子光谱的比较满定态跃迁的概念，并给出了对氢原子光谱的比较满定态跃迁的概念，并给出了对氢原子光谱的比较满意的解释意的解释意的解释意的解释困难困难困难困难 电子在作轨道加速运动中为什么不辐射能量？电子在作轨道加速运动中为什么不辐射能量？电子在作轨道加速运动中为什么不辐射能量？电子在作轨道加速运动中为什么不辐射能量？氢原子光谱的精细结构如何理解？氢原子光谱的精细结构如何理解？氢原子光谱的精细结构如何理解？氢原子光谱的精细结构如何理解？(1-3-7)(1-3-7)定态之间如何跃迁？轨道转换的时间？定态之间如何跃迁？轨道转换的时间？定态之间如何跃迁？轨道转换的时间？定态之间如何跃迁？轨道转换的时间？光谱线的强度、偏振性如何解释？光谱线的强度、偏振性如何解释？光谱线的强度、偏振性如何解释？光谱线的强度、偏振性如何解释？复杂原子光谱？复杂原子光谱？复杂原子光谱？复杂原子光谱？返回