氢原子光谱 值得一提的是: 这些光谱研究中得到的经验公式,并没有引起 大多数物理学家的注意,似乎只是一些数字规律 并没有把原子光谱的这些规律和原子的内部结构联 系起来,直到1913年 怎么会不知 丹麦物理学家玻尔从這巴尔未和里德伯公式呢2 好友那得知巴尔末公玻尔回答:当时大多数物理学家 式,才引起了他的注都认为,原子光谱太复杂,它决 意 不会是基础物理的一部分。 玻尔将他得知这一公式比作“七 巧板中的最后一块” 第二章原子的能级和辐射
氢原子光谱 第二章 原子的能级和辐射 值得一提的是： 这些光谱研究中得到的经验公式，并没有引起 大多数物理学家的注意，似乎只是一些数字规律， 并没有把原子光谱的这些规律和原子的内部结构联 系起来，直到1913年 丹麦物理学家玻尔从 好友那得知巴尔末公 式，才引起了他的注 意。 后来有人问玻尔：你怎么会不知 道巴尔末和里德伯公式呢？ 玻尔回答：当时大多数物理学家 都认为，原子光谱太复杂，它决 不会是基础物理的一部分。 玻尔将他得知这一公式比作“七 巧板中的最后一块
玻尔的氢原子理论 α粒子散射实验证明了原子的核式结构,但其中 并未考虑电子的情况,在此基础上,玻尔结合已有光 谱资料在1913年发展了氢原子的理论。 1、电子的运动及经典理论的困难 卢瑟福模型与太阳系有极大的相似之处: 它们都受1/P力支配;体系总质量的99.9%都 集中在中心(原子核或太阳 第二章原子的能级和辐射
玻尔的氢原子理论 第二章 原子的能级和辐射 α粒子散射实验证明了原子的核式结构，但其中 并未考虑电子的情况，在此基础上，玻尔结合已有光 谱资料在1913年发展了氢原子的理论。 1、电子的运动及经典理论的困难 卢瑟福模型与太阳系有极大的相似之处： 它们都受1／r 2力支配；体系总质量的99．9％都 集中在中心(原子核或太阳)．
玻尔的氢原子理论 但是太阳系内的作用力是万有引力而原子内则是 库仑力(大家可能自己算一下原子核与电子之间的静 电力与万有引力的大小,分别约为23×103N和10原04N 于核和电子将在相互间的静电作用下运动 原子内的大部分空间是空的,因此原子的大小 般指的就是最外层电子轨道的半径。 那么由什么决定外层电子轨道的大小呢? 考虑一个氢原子,电子带电荷-e,而原子核带电 荷+Ze(对氢原于Z=1。 第二章原子的能级和辐射
玻尔的氢原子理论 第二章 原子的能级和辐射 但是太阳系内的作用力是万有引力而原子内则是 库仑力（大家可能自己算一下原子核与电子之间的静 电力与万有引力的大小，分别约为 原 于核和电子将在相互间的静电作用下运动． 原子内的大部分空间是空的，因此原子的大小一 般指的就是最外层电子轨道的半径。 那么由什么决定外层电子轨道的大小呢? 考虑一个氢原子，电子带电荷-e，而原子核带电 荷+Ze(对氢原于Z＝1)。 N N 8 47 2.3 10 1.03 10 − − 和
玻尔的氢原子理论 已知原子核的质量远远大于电子质量,所以讨论 它们的运动时,可以近似地看作只是电子绕原子核的 运动,而不考虑原子核的运动。 假定电子的速度足够小,可以在非相对论力学的 范围内进行讨论。 和力学中行星运动的解一样、电子的轨道是圆锥 曲线,而圆周运动是最简单的形式,暂就以此来讨论。 电子作圆周运动受到的向心力为m2 Ze2 打Er2 第二章原子的能级和辐射
玻尔的氢原子理论 第二章 原子的能级和辐射 已知原子核的质量远远大于电子质量，所以讨论 它们的运动时，可以近似地看作只是电子绕原子核的 运动，而不考虑原子核的运动。 假定电子的速度足够小，可以在非相对论力学的 范围内进行讨论。 和力学中行星运动的解一样、电子的轨道是圆锥 曲线，而圆周运动是最简单的形式，暂就以此来讨论。 电子作圆周运动受到的向心力为
玻尔的氢原子理论 电子动能为 2mz2-=11z 24丌∈r r是电子与原子核之间的距离,m是电子的质量。 原子总能量为电子的动能和体系的势能之和。 因此,原子的总能量为 1 Ze e E 4Eo 2 trEe 由上式可知电子绕原子核的轨道半径与原子的能 量有关,轨道半径r越大,能量越大(它的绝对值越小 因为能量E是负数);而r越小,则能量越小,原子中 的电子束缚越紧。 第二章原子的能级和辐射
玻尔的氢原子理论 第二章 原子的能级和辐射 电子动能为 r是电子与原子核之间的距离，m是电子的质量。 原子总能量为电子的动能和体系的势能之和。 因此，原子的总能量为 由上式可知电子绕原子核的轨道半径与原子的能 量有关，轨道半径r越大，能量越大(它的绝对值越小， 因为能量E是负数)；而r越小，则能量越小，原子中 的电子束缚越紧