第一章 原子结构和元素周期表
1 第一章 原子结构和元素周期表
§1.1氢原子光谱和微观粒子运动的特征 1.1.1氢原子光谱和浪尔理论 1.氢原子光谱 当原子被电火花、电弧、火焰或其它方法激发时,能 够发出一系列具有一定频率(或浪长)的光谱线,这些光 谱线就构成了原子光谱
2 §1.1 氢原子光谱和微观粒子运动的特征 1.1.1 氢原子光谱和波尔理论 1. 氢原子光谱 当原子被电火花、电弧、火焰或其它方法激发时，能 够发出一系列具有一定频率（或波长）的光谱线，这些光 谱线就构成了原子光谱
186年 Kirchoff and bunsen碱金属光谱 1885年 Balmer氢原子光谱 R( 3.4.5 称为波数2 R是 Rydberg常数,其值为 10967758.1cm 原子光谱的特点:一是譜线锐利,这就表明原子不是以连 续的方式发射和吸收能量,而是以一定的频率发射和吸收 能量;二是具有高度的特征性。也就是说,原子光谱是线 状光谱,且每种原子的光谱都有确定的特征频率
3 原子光谱的特点：一是譜线锐利，这就表明原子不是以连 续的方式发射和吸收能量，而是以一定的频率发射和吸收 能量；二是具有高度的特征性。也就是说，原子光谱是线 状光谱，且每种原子的光谱都有确定的特征频率。 1861年 Kirchoff and Bunsen 碱金属光谱 1885年 Balmer 氢原子光谱 称为波数 R是Rydberg常数，其值为 10967758.1cm-1 n 3,4,5, n 1 2 1 R 2 2 2 2 = ( − ) = 1 =
1911年 Rutherford提出原子模型,认为原子是由带正 电荷的原子核核绕核运动的电子组成。 行星原子模型矛盾 经典电磁理论 氢原子光谱 原子毁灭 连续光谱
4 1911年 Rutherford提出原子模型，认为原子是由带正 电荷的原子核核绕核运动的电子组成。 行星原子模型 经典电磁理论 氢原子光谱 矛盾 ❖ 原子毁灭 ❖ 连续光谱
黑体辐射( Blackbody radiation) Max Planck 黑体是指全部吸收外来电磁波的物体。当加 热时又能发射出各种电磁波,称为黑体辐射。 Rayleigh-Jeans Planck(1901), Quantum 0c hypothesis: Planck E=h (Plank constant h Frequency 6262×1034Js)
5 黑体辐射(Blackbody Radiation) Max Planck 黑体是指全部吸收外来电磁波的物体。当加 热时又能发射出各种电磁波，称为黑体辐射。 Planck(1901) , Quantum hypothesis: (Plank constant h = 6.626210-34J∙s) E = h
光电效应( Photo-electronic Effect Albert einstein 入射光的频率v必须超过某 Metala 阀值v才能发射电子,此阀值 o与被照金属有关。 Slape=h Metal B 发射电子与入射光强度无关。 a Work Function A dp=hy 发射电子的动能与入射光频率 v呈线形关系。 vo for B Light Frequency
6 光电效应(Photo-electronic Effect) Albert Einstein ▪ 入射光的频率v必须超过某一 阀值v0才能发射电子，此阀值 v0与被照金属有关。 ▪ 发射电子与入射光强度无关。 ▪ 发射电子的动能与入射光频率 v 呈线形关系
Einstein光子学说 Einstein(1905), with Planck's quantum hypothesis 光的能量是不连续的,是量子化的。 E=hv 光为一束以光速c行进的光子流光的强度取决于单位 体积内光子的数目,即取决于光子的密度。 p=lm dN M→>0△r 光子不但由能量,还有质量mm E hy h 既然光子有质量,就必有动量p P= mc 光子与电子撞时服从能量守恒与动量守恒定律
7 Einstein (1905) , with Planck’s quantum hypothesis •光的能量是不连续的，是量子化的。 •光为一束以光速c行进的光子流,光的强度取决于单位 体积内光子的数目，即取决于光子的密度。 •光子不但由能量，还有质量m •既然光子有质量，就必有动量p •光子与电子撞时服从能量守恒与动量守恒定律。 Einstein光子学说 E = h d N dN r = = →0 lim λ h p = mc = cλ h c hν c E m 2 2 = = =
逸出功 Elhv-We k Wo=hvo 临阈(yu)频率
8 k W0 E = hv− 逸出功 临阈(yu)频率 0 h 0 W = ν
2.玻尔理论 Niels bohr Bohr的量子论 1913年,Bohr综合了 Planck的量子假说, Einstein的 光子说和 Rutherford的原子有核模型提出了原子的量 子论 1.原子存在于具有确定能量的稳定态(定态),定态 中的原子不辐射能量。能量最低的叫基态,其余的叫 激发态。 2.只有当电子从一个定态跃迁到另一个定态时,才发 射或吸收辐射能。其发射或吸收频率v是唯一的,满足 √乡 E
9 2. 玻尔理论 1913年，Bohr综合了Planck的量子假说，Einstein的 光子说和Rutherford的原子有核模型提出了原子的量 子论 ▪ 1. 原子存在于具有确定能量的稳定态（定态），定态 中的原子不辐射能量。能量最低的叫基态，其余的叫 激发态。 ▪ 2. 只有当电子从一个定态跃迁到另一个定态时，才发 射或吸收辐射能。其发射或吸收频率v是唯一的，满足 Bohr的量子论 Niels Bohr 2 1 1 E E h = −
1.1.2微观粒子的浪粒二象性 2.实物粒子的浪粒二象性 实物微粒是指静止质量不为零的电子,质子, 中子,原子和分子等。 Particle Property光的波粒二象性 Wave Property E=hv
10 1.1.2 微观粒子的波粒二象性 光的波粒二象性 h p = Particle Property Wave Property E = hν 实物微粒是指静止质量不为零的电子，质子， 中子，原子和分子等。 2. 实物粒子的波粒二象性
