1、 氢原子光谱 : 位置稳定的 分立的线状光谱红 蓝 紫6562.8 4861.3 4340.5 12.3 氢原子光谱12.3.1氢原子光谱的规律性12.3.2玻尔量子假设解释氢原子线状光谱12.3.1 氢原子光谱的规律性1885年，瑞士的一位中学教师巴尔末 (J.J.Balmer)发现氢原子的线状光谱可见光部分的波长可归纳为如下公式这称为巴尔末公式。式中的 B = 364.56nm, 当 波长趋近 B，达到这线系的极限，这时两邻近波长的差别趋近零。在氢原子光谱中，人们发现，除可见光谱的巴尔末谱线系外，还有紫外和红外部分的其它谱线系。定义广义巴尔末公式为1890年，瑞士物理学家里德伯 (J.R.
2、Rydberg)用波长的倒数 来代替巴尔末公式中的波长，得到 式 中 R称为里德伯常数， 称为波数。 经典物理 困难 ： 根据经典电动力学，电子绕原子核转动时具有加速度，因此会不断地以辐射形式发射能量，电子轨道半径会越来越小，直到落到原子核上。因此原子光谱应是连续的带状光谱，并且原子不可能是稳定的。 1 . 定态假设 :原子系统只能取一系列不连续的稳定态，相应的能量取不连续的值频率公式玻尔的基本假设12.3.2 玻尔量子假设解释氢原子线状光谱2 . 频率规则 : 原子从一个稳定态跃迁到另一个稳定态 ,同时发射 (或吸收 )单色光。3.角动量量子化： 电子以速度 v在半径为 r的圆周上绕核运动时
3、，只有电子的角动量 L等于 的整数倍的那些轨道才是稳定的，即 式中 n只能取一系列正整数。此式表示氢原子的能量只能取离散的值，这就是能量的量子化。上式也可写成式中叫玻尔半径，即玻尔原子理论中第一圆轨道的半径。其值为从这些基本假设出发 , 玻尔推导出氢原子的能量公式为n=1时 , 氢原子的能量最低，称为基态能量，其数值为把电子从基态移到离核无穷远处所需能量称为电离能，氢原子的电离能为 13.6eV。氢原子的能级公式稍加修改，也适用于 类氢离子 ，例如氦离子 He+。 He 原子核外有两个电子，当它电离失去一个电子后，其结构类似于氢原子，但核电荷数为 +2e。以 Z表示类氢离子的核电荷数，则类氢离
4、子的能级公式为玻尔理论在人们 认识原子结构 的进程中有很玻尔正在讲解他的 互补原理玻尔（左）和海森伯（中）及泡利（右）在一起大的贡献 1922 年玻尔获诺贝尔物理奖。玻尔理论（ 1913）是在 经典理论基础上加一些新的量子假设 ， 它成功地解释了氢原子线状光谱，作为早期的量子理论，它对量子力学的发展具有重大的先导作用。但是，玻尔理论是有缺陷的，它还远未能反映微观世界的本质。例如，它不能解释多电子原子的光谱，对谱线的强度、宽度也无能为力。讨论正确的原子结构理论要建立在全新的 量子力学 基础之上。虽然玻尔理论的一些基本概念 , 如 “定态 ”、“能级 ”、 “能级跃迁决定辐射频率 ”等在量子力学中仍是重要的基本概念，但是从量子力学出发，经典意义上的轨道对微观原子世界已不再适用。
