同学们好 原子世界景象。由于执着和境界的束缚,人们对世界的实在性和客观性确 信不移。但是量子学说打破了主客观之间的界限,动摇了对实在性的执着
大学物理 第十九章氢原子结构 人类对物质站袍的认识 古代中国“五行说”:金、木、水、火、土 古希腊“四根说”:火、水、土、气 古希腊德谟克利特:“原子论” 1661年英国波意耳提出元素的概念 英国化学家道尔顿:原子是元素的最小单元 1869年俄国的门捷列夫发现了元素周期律 第一节原子的核式结构 原子模型三步曲: 1903年经典模型 1911年卢瑟福行星模型 20世纪20年代原子的量子模型 第2页共18页
大学物理 第2页 共18页 原子模型三步曲： 1903年经典模型 1911年卢瑟福行星模型 20世纪20年代原子的量子模型 古代中国“五行说” ：金、木、水、火、土 古希腊“四根说” ：火、水、土、气 古希腊德谟克利特： “原子论” 1661年英国波意耳提出元素的概念 英国化学家道尔顿：原子是元素的最小单元 1869年俄国的门捷列夫发现了元素周期律
大学物理 、汤姆逊原子模型 1903年,JJ汤姆孙提出原子结 构模型:原子里面带正电的部分均 匀地分布在整个原子球体中,而带 负电的电子镶嵌在带正电的球体之 中。带正电的球体与带负电的电子 二者电量相等,故原子不显电性 “葡萄干面包”模型 1897年,汤姆孙发现了电子,指出“阴极射线” 就是高速电子流。 第3页共18页
大学物理 第3页 共18页 - - - - - - 1903年，J.J.汤姆孙提出原子结 构模型：原子里面带正电的部分均 匀地分布在整个原子球体中，而带 负电的电子镶嵌在带正电的球体之 中。带正电的球体与带负电的电子 二者电量相等，故原子不显电性。 —— “葡萄干面包”模型 1897年， 汤姆孙发现了电子，指出“阴极射线” 就是高速电子流
大学物理 、卢瑟福原子核式原子模型 M F S R D α粒子散射 页
大学物理 第4页 共18页 粒子散射 M F D S R
大学物理 1911年卢瑟福提出原子的 “有核结构模型”。 原子的核式模型: 原子由原子核和核外电子 < 构成,原子核带正电荷,占 据整个原子的极小一部分空 间,而电子带负电,绕着原 子核转动,如同行星绕太阳 转动一样。 原子世界景皋。由于执着和境界的来缚,人们对世界的实在性和客观性确 信不移。但是量子学说打破了主客观之间的界限,动摇了对实在性的执着 第5页共18页
大学物理 第5页 共18页 原子由原子核和核外电子 构成，原子核带正电荷，占 据整个原子的极小一部分空 间，而电子带负电，绕着原 子核转动，如同行星绕太阳 转动一样。 原子的核式模型： 1911年卢瑟福提出原子的 “有核结构模型”
大学物理 第二节原子光谱的实验规律 线状谱—原子光谱 光谱—强度随波长的分布图带状谱—分子光谱 1.巴尔末系 连续谱 固体光谱 巴尔末公式: 2= B n2-4 n=34,5 δ 第6页共18页
大学物理 第6页 共18页 光谱 —— 强度随波长的分布图 线状谱 带状谱 连续谱 —— 原子光谱 —— 分子光谱 —— 固体光谱 1. 巴尔末系 6 5 6 2.8 Å 4 8 6 1.3 Å 4 3 4 0.5 Å 4 1 0 1.7 Å H H H H 巴尔末公式： 4 2 2 n n B n 3,4,5,
大学物理 2.里德伯公式 原子光谱的普遍公式 波数 R 2 n=m+1,m+2,m+3, 里德伯常数Rn=1.0967758×107m1 m=1n=2,3,4,…赖曼系(紫外) m=2n=3.4.5.…巴尔末系(可见光) m=3n=4,5,6,…帕邢系(红外) m=4n=5,6,7,…布喇开系(远红外) 5n=6,7,8,…普方德系(远红外) n→∞,该谱线系的线系限(波长最短的谱线) 第7页共18页
大学物理 第7页 共18页 ~ 1 波数 ) 1 1 ( 2 2 m n RH 1, 2, 3, 1,2,3, n m m m m 里德伯常数 RH = 1.0967758×10 7 m-1 2. 里德伯公式 —— 氢原子光谱的普遍公式 m 1 n 2,3,4, 赖曼系(紫外) m 2 n 3, 4, 5, 巴尔末系(可见光) m 3 n 4, 5, 6, 帕邢系(红外) m 4 n 5, 6, 7, 布喇开系(远红外) n , 该谱线系的线系限（波长最短的谱线） m 5 n 6, 7, 8, 普方德系(远红外)
大学物理 3.氢原子光谱的特征 1)有确定波长的分立谱线。 2)各谱线间有一定的联系。 3)每一谱线的波数都可表示为两项之差 里兹并合原理 RR 2=7(m)-7(n) ()称为光谱项 由此预言更大范围内光谱系的存在,构成了整个原 子光谱。 第8页共18页
大学物理 第8页 共18页 3. 氢原子光谱的特征 1) 有确定波长的分立谱线。 2) 各谱线间有一定的联系。 3) 每一谱线的波数都可表示为两项之差 —— 里兹并合原理 ) 1 1 ( ~ 2 2 m n RH 2 2 n R m RH H T(m) T(n) T( ) 称为光谱项 由此预言更大范围内光谱系的存在，构成了整个原 子光谱
大学物理 第三节玻尔的氢原子理论 、基本实验事实 1)卢瑟福原子有核模型 2)原子结构是稳定的。 3)原子的分立光谱。 二、经典理论的困难及玻尔的氢原子模型 玻尔的原子模型 F 4πEnr2 4汇Enr 第9页共18页
大学物理 第9页 共18页 1) 卢瑟福原子有核模型。 2) 原子结构是稳定的。 3) 原子的分立光谱。 玻尔的原子模型 + Ze - v r v m r Ze F 2 2 2 π 0 4 1 r Ze U 4 π 0
e∫r个E个 大学物理 能量E=m e 4兀En sTar E<0 半径r 频率v e 4兀Enmv 2兀r2rV4rEmr 1)加速运动→辐射电磁波→以→八 Radiated tigat ol reer shorter 1 原子不稳定! plop f cycl 2)v随的变化而连续变化,原子光谱应是连续谱! 第10页共18页
大学物理 第10页 共18页 2 0 2 4 π mv Ze r 半径 mr Ze r r v 0 2 2π 4π 1 2π 频率 r Ze r Ze E mv 0 2 0 2 2 4π 8π 1 能量 E 0 r E 1) 加速运动 辐射电磁波 E r 原子不稳定！ 2) 随r的变化而连续变化, 原子光谱应是连续谱！