Bohr于1913年基于Rutherford提出的原子模型,综合Planck和Einstein的量子论,提出了关于原子结构的模型I=3①经典轨道加定态条件氢原子中的电子绕原子核作圆周轨道运动,在一定轨道运动的电子具有一定n=2的能量,电子若不发生跃迁,总是处于定态,处于定态时的原子不产生辐射,ONE-h根据核对电子的静电引力与电子在轨道上运动的离心效应的平衡,可以求出充许的定态②频率条件原子从一个定态跃迁到另一个定态要吸收或发射频率为V的辐射,其频率条件由hv=E"-E'决定③角动量量子化对于原子各种可能存在的定态有一个限制,即电子轨道运动的角动量必须等于(h/2元)的整数倍。根据以上假定,计算氢原子电子绕核运动的半径ao=52.92pm(Bohr半径),所计算出Rydberg常数与实验完全吻合1922年Nobel物理奖Niels Bohr(1885-1962)
Bohr于1913年基于Rutherford提出的原子模型,综合Planck和Einstein的量 子论,提出了关于原子结构的模型 ①经典轨道加定态条件 氢原子中的电子绕原子核作圆周轨道运动,在一定轨道运动的电子具有一定 的能量,电子若不发生跃迁,总是处于定态,处于定态时的原子不产生辐射, 根据核对电子的静电引力与电子在轨道上运动的离心效应的平衡,可以求出允 许的定态 ②频率条件 原子从一个定态跃迁到另一个定态要吸收或发射频率为 的辐射,其频率条 件由 hv = |E" − E’| 决定 ③角动量量子化 对于原子各种可能存在的定态有一个限制,即电子轨道运动的角动量必须 等于(h/2)的整数倍。 Niels Bohr(1885-1962) 根据以上假定,计算氢原子电子绕核运动的半径a0 = 52.92pm (Bohr半径),所 计算出Rydberg常数与实验完全吻合 1922年Nobel物理奖 n=1 n=2 n=3 E=hv +Ze
·黑体辐射问题一Planck提出能量量子化概念光电效应一Einstein提出光量子的概念氢光谱一Bohr将上述两个概念应用在Rutherford原子模型上,提出了Bohr模型旧量子论·依然假定微观粒子的位置和动量可以同时确定,即可以得到微观粒子运动的轨迹量子化的提出带有明显的人为性质,没有在本质上解释没有注意到大量微粒所具有的波动性特征旧量子论很快就被量子力学所取代
旧量子论 • 依然假定微观粒子的位置和动量可以同时确定,即可以得到微观粒子运动的 轨迹 • 量子化的提出带有明显的人为性质,没有在本质上解释 • 没有注意到大量微粒所具有的波动性特征 旧量子论很快就被量子力学所取代 • 黑体辐射问题—Planck提出能量量子化概念 • 光电效应—Einstein提出光量子的概念 • 氢光谱—Bohr将上述两个概念应用在Rutherford原子模型上,提出了 Bohr模型
S1.2实物微粒的波粒二象性(Wave-ParticleDualityof Matter)1.2.1光的波粒二象性(对光子的认识过程)牛顿(I.Newton)惠更斯(C.Huygens)1704年《光学》(Opticks)1690年《光论》(TraitedelaLumiere)光的波动说光的微粒说托马斯·杨(T.Young)菲涅耳(A.Fresnel)1807年1819年双缝干涉实验横波麦克斯韦尔(J.C.Maxwell)赫兹(G.Hertz)1887年实验1856-1865年电磁理论光是一种电磁波验证电磁波光的波动说似乎已确定无疑
§1.2 实物微粒的波粒二象性(Wave-Particle Duality of Matter) 1.2.1 光的波粒二象性(对光子的认识过程) 牛顿(I. Newton) 1704年 《光学》(Opticks) 光的微粒说 惠更斯(C. Huygens) 1690年《光论》(Traite de la Lumiere) 光的波动说 托马斯·杨(T. Young) 1807年 双缝干涉实验 菲涅耳(A. Fresnel ) 1819年 横波 麦克斯韦尔(J. C. Maxwell) 1856-1865年电磁理论 光是一种电磁波 赫兹(G. Hertz) 1887年实验 验证电磁波 光的波动说似乎已确定无疑
1.Maxwell电磁学说光是一种电磁波,可以用电场强度和磁场强度两个向量来描述。这两个向量以相同的位相和振幅在两个互相垂直的平面内传播,其电场强度和磁场强度可用波函数表示2.Einstein的光子学说(粒性)VxE=-oB/atE=hv1905年VxH=j+aD/atV.D=pp=h/21917年光与实物微粒相互作用过程中粒性突出V.B=03.光的波粒二象性科学美的典范Ep表粒性的物理量;V表波性的物理量w(波性)与p(光子密度,粒性)之间关系Iαcl(波性)Iocp=△N/△(粒性)一pocl/光在传播过程中显示波性,在与实物微粒相互作用进行能量转移时显示出粒子性光就具有微粒和波动的双重性质,这种性质称为波粒二象性
2. Einstein的光子学说(粒性) E=h 1905年 p=h/ 1917年 光与实物微粒相互作用过程中粒性突出 3. 光的波粒二象性 E p 表粒性的物理量; 表波性的物理量 (波性)与 (光子密度,粒性)之间关系 I | | 2 (波性) I =N/(粒性)→ | | 2 光在传播过程中显示波性, 在与实物微粒相互作用进行能量转移时显示出粒子性 光就具有微粒和波动的双重性质,这种性质称为波粒二象性 1. Maxwell电磁学说: 光是一种电磁波,可以用电场强度和磁场强度两个向量来描述。这两个向量以 相同的位相和振幅在两个互相垂直的平面内传播,其电场强度和磁场强度可用 波函数表示 科学美的典范 0 E B t H J D t D B = − = + = =
4.实验证明1923年Compton实验证明,高频率的X射线被轻元素中的电子散射后,波长随散射角的增加而加大。获1927年Nobel物理奖晶体石墨铅准直器电离室ArthurH.Compton(1892-1962)X射线源0.0731nm0.8709mm按经典电动力学,电磁波被散射后波长不应改变,但如果将这个过程看作是光子与电子碰撞的过程,则Compton效应就可以得到完满的解释
4. 实验证明 1923年Compton实验证明,高频率的X射线被轻元素中的电子散射后,波长随 散射角的增加而加大。获1927年Nobel物理奖 Arthur H. Compton(1892-1962) 按经典电动力学,电磁波被散射后波长不应改变,但如果将这个过程看作是光子与电子 碰撞的过程,则Compton效应就可以得到完满的解释 X射线源 晶体 铅准直器 电离室 0.0709nm 0.0731nm 石墨 X射线源 晶体 铅准直器 电离室 0.0709nm 0.0731nm 石墨 X射线源 晶体 铅准直器 电离室 0.0709nm 0.0731nm 石墨 X射线源 晶体 铅准直器 电离室 0.0709nm 0.0731nm 石墨