氢原子光谱的特征.ppt

第三章原子结构
11氢原子光谱和玻尔理论
(1)氢原子光谱
太阳光或白炽灯发出的白光,通过瓌璃三棱镜时,所含不同波长的光可
折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱,这类光
谱称为连续光谱
原子(包括氢原子)得到能量(高温、通电)会发出单色光,经过棱镜
分光得到线状光谱。即原子光谱属于不连续光谱。每种元素都有自己的
特征线状光谱。氬原子光谱如图所示。四条谱线的波长、频率的关系式
一并列出
氢原子光谱的特征:
★不连续光谱,即线状光谱
★其频率具有一定的规律
Balmer经验公式
328101(2:
n=3,45,6
(2)玻尔理论
1913年丹麦物理学家Boh发表了原子结构理论的三点
假设
」▲核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐能量。
得能量后,电子被激发到高能轨道上,原子处于激念原子
▲通常,电子处在离核最近的轨道上,能量最低基态
▲从激发态回到基态释放光能,光的频率取决于轨道间的能量差。
加=E2-E1
E3
原子能级
-×10-20
×10-20
1.:36×10-15
Brachet系

Paschen亲
×10-15J
Hashi s
2,179×10-121
Lyman系
图8-3氢原子光谱与氢原子能呈
卩=
y2>Y1
Ae=
606×1034J×3289×101(11)
=2179×1018(1
△E=Fr(
ni 42
R1为 Rydberg常量,其值为2179×101J
当n1=1,n2=∞时,这就是氢原子的电能
△E=p
289×105(
3289×1015279×1013
可见常数(v)的意义是电离能除以 Planck常量的商
借助于氢原子能量关系式可定出氢原子各能级的能量
凸E
色卫=卫2-E
令n=∞则2=0鸟1=-Δ卫
园1
2
2,B2=RBx5=-545×1019J
3,E3
1=2微观粒子的波粒二象性
1924年,法国年轻的物理学家L. de broglie(1892
87)指出,对于光的本质的研究,人们长期以来注重其波动
性而忽略其粒子性;与其相反,对于实物粒子的研究中,人
们过分重视其粒子性而忽略了其波动性
L. de Broglie从 Einstein的质能联系公式E=mc2和光子
的能量公式E=hy的联立出发,进行推理
nv
mc
用P表示动量,则P=mc,故有公式
h
P
式子的左侧动量P是表示粒子性的物理量,而右侧波长入是
表示波动性的物理量。二者通过公式联系起来。
de broglie认为具有动量P的微观粒子,其物质波的波长
为λ
入
1927年, de broglie的预言被电子衍射实验所证实,这种物
质波称为 de broglie波。
研究微观粒子的运动时,不能忽略其波动性
微观粒子具有波粒二象性。
电子新射实验示意图
用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏,得到明
暗相间的环纹,类似于光波的衍射环纹。
枪束
薄晶体片
感光屏幕
衍射环纹
Heisenberg测不准原理
1927年,德国人 Heisenberg提出了测不准原理。
该原理指出对于具有波粒二象性的微观粒子,不能同时测准其
位置和动量。
用△x表示位置的测不准量,用△P表示动量的测不准量,
则有
h
△x·△P≥
或△x
2丌
2mm△V
式中,×10-34Js,π圆周率
m质量,△v表示速度的测不准量
这两个式子表示了 Heisenberg测不准原理。