1、 第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版1.氢原子光谱的实验规律一、近代氢原子观的回顾15-4 氢原子的玻尔理论红 蓝 紫6562.8 4340.54861.3氢原子的可见光光谱：。 1853年瑞典人 埃格斯特朗 （ A.J.Angstrom） 测得氢可见光光谱的红线 ,A即由此得来。到 1885年，观测到的氢原子光谱线已有 14条。1第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版 15-4 氢原子的玻尔理论1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律 :氢原子光谱的巴耳末系656.3 nm486.1 nm434.1 nm410.2 nm364
2、.6 nm2第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版汉弗莱系红 外帕邢系 (1908)布拉开系 (1922)普丰德系 (1924)莱曼系紫 外 (1914)巴尔末系可见光 (1885)里德伯常量 1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式波数 3第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版2.卢瑟福的原子有核模型1897年， J.J.汤 姆 孙发现电 子 .1903年， 汤 姆 孙 提出原子的 “葡萄干蛋糕模型 ”.原子中的正 电 荷和原子的 质 量均匀地分布在半径为 10-10m的球体范 围 内， 电 子浸于其中 .15-4 氢原子的玻尔理论卢瑟福
3、(E.Rufherford， 18711937 )英国物理学家 . 1899年发现铀盐放射出 、 射线，提出天然放射性元素的 衰变理论和定律 .根据 粒子散射实验，提出了原子的 有核模型 ，把原子结构的研究引上了正确的轨道，因而被誉为原子物理之父 4第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版卢瑟福的原子有核模型（行星模型）原子的中心有一带正电的原子核 ，它几乎集中了原子的全部质量，电子围绕这个核旋转，核的尺寸与整个原子相比是很小的 .15-4 氢原子的玻尔理论3.经典有核模型的困难根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动，作加速运动的电子将不断向外辐射电磁波 . 原子不断向外
4、辐射能量，能量 逐渐 减小，电子旋转的频率也逐渐改变，发射光谱应是连续谱 ；由于原子总能量减小，电子将逐渐的接近原子核而后相遇，原子不稳定 .5第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版二、氢原子的玻尔理论15-4 氢原子的玻尔理论玻 尔 (Bohr . Niels 18851962 )丹麦理论物理学家，现代物理学的创始人之一 .在卢瑟福原子有核模型基础上提出了关于原子稳定性和量子跃迁理论的三条假设，从而完满地解释了 氢原子光谱 的规律 .1922年玻尔获诺贝尔物理学奖 .6第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版1913年玻尔在卢瑟福的原子结构模型的基础
5、上，将量子化概念应用于原子系统，提出三条假设：1.玻尔的氢原子理论(2)频率条件(1)定态假设15-4 氢原子的玻尔理论电子在原子中可以在一些特定的圆轨道上运动而不辐射电磁波，这时，原子处于稳定状态，简称 定态 .与定态相应的能量分别为 E1， E2 ， E1 E2 E3 +E1E3 EfEi发射吸收7第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版 15-4 氢原子的玻尔理论(3)量子化条件 主 量子数2.氢原子轨道半径和能量的计算 (1)轨道半径量子化条件：经典力学： +rn, 玻尔半径8第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版(2) 能量第 n轨 道 电 子 总 能量：15-4 氢原子的玻尔理论(电离能 )基态 能量激发态 能量9第十五章 量子物理15-4 氢 原子的玻尔理论物理学 第五版氢原子能级跃迁与光谱图莱曼系巴耳末系布拉开系帕邢系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=15-4 氢原子的玻尔理论10
