1、 4.玻尔的原子模型 一、玻尔原子理论的基本假设：1、能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫 定态 。 （本假设是针对原子稳定性提出的）2、跃迁假设：原子从一种定态（设能量为 E初 ）跃迁到另一种定态（ 设能量为 E终 ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 （本假设针对线状谱提出）E初 E终 h v3、轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假
2、设的补充）二、玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式： rn=n r12轨道半径：（ n=1,2,3)能 量： En n21 E1（ n=1,2,3)式中 r1、 E1、 分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量， rn、 En 分别代表第 n条可能轨道的半径和电子在第 n条轨道上运动时的能量， n是正整数，叫 量子数 。 (能量级模拟演示）三、氢原子的能级图 （ 演示 ）-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVn E/eV氢原子的能级图赖曼系巴耳末系帕邢系1、能级
3、：氢原子的各个定态的能量值，叫它的 能级 。2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫 基态 。3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做 激发态。4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是 原子发光现象 。四、能级：夫兰克 赫兹实验的历史背景及意义：1911年，卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。 1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子核式结构模型，建立了与经典理论相违背的两个重要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。电子在能级之间跃迁时伴随电磁波的吸
4、收和发射，电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差。随着英国物理学家埃万斯对光谱的研究，玻尔理论被确立。但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后，在1914年，德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气体中原子碰撞的方法 (与光谱研究相独立 )，简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在，从而为玻尔原子理论提供了有力的证据。1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年的诺贝尔物理学奖（ 1926年于德国洛丁根补发）。夫兰克 -赫兹实验至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。所以，在近代物理实验中，仍把它作为传统的经典实验。(JAMES FRANCK) (G
5、USTAV HERTZ)夫兰克 赫兹实验的理论基础根据玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中，其中每一种状态相应于一定的能量值Ei(i=1,2,3) ，这些能量值称为能级。最低能级所对应的状态称为基态，其它高能级所对应的态称为激发态。当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波，频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差。 (h为普朗克常数)本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能量而实现，并满足能量选择定则： ( 为激发电位 )夫兰克 -赫兹实验玻璃容器充以需测量的气体，本实验用的是汞。电子由阴级 K发出， K与栅极 G之间有加速电场， G与接收极 A之间有减速电场。当电子在 KG空间经过加速、碰撞后，进入 KG空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。
