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核外电子运动状态 核外电子运动状态 由公式=29a10日-ErE 创：求激发本原子 能极跃迁到m 能级时所发射的射能的厕率、被长及能量？ 解：由 v3289x10叫元 1 .y■6.167x104s 时对应的 时能量最低，此时能量为219X10比 E=r=66262x10×6.167x10=408610 核外电子运动状态 核外电子坛动状态 明了电子 白横外 沈的 科学思 核外电子运动状态 核外电子运动状态 有到 被完全抛弃，面被新量子力学继承发见苍至轨道 光的强度：- 的概老，量子力学赋于了新的内插， 流光，格转 尔及早把了最新的科学成就信愿是地获得 的翼度：1 吧性天突钓技字紫 人欠缺的。 0.2 核外电子运动状态 核外电子运动状态 上式等号的 的早树，行尚成与光的爆 四布罗系式 士生布罗 (de Rr 这就是说，光的蛋度大，则光子的密度大光被 的 的生：阳电新电g,芋的本不 系式以的内 3 3 当n=1时能量最低，此时能量为2.179×10 18J,此 时对应的半径为52.9pm,称为玻尔半径。 能过理论计算得到的波长与实验值惊人的吻 合，误差小于千分之一。因此，玻尔理论曾风行一 时。 核外电子运动状态 由公式： ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê D = ¥ - - 2 2 2 1 18 1 1 2179 10 n n E . 及DE=E2E1=hn ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê - ¥ = - 2 2 2 1 18 2179 10 1 1 h n n . n ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê - ¥ ¥ = - - 2 2 2 1 34 18 1 1 6.626 10 2.179 10 n n ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê \ = ¥ - 2 2 2 1 15 1 1 3. 289 10 n n n 核外电子运动状态 例：求激发态氢原子的电子从n=4能级跃迁到n=2 能级时所发射的辐射能的频率、波长及能量？ 解：由 ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê = ¥ - 2 2 2 1 15 1 1 3. 289 10 n n n ˜ ¯ ˆ Á Ë Ê = ¥ - 2 2 15 4 1 2 1 3. 289 10 14 1 6. 167 10 s - \n = ¥ 486.1nm 6.167 10 c 2.9979 10 10 14 8 9 = ¥ ¥ ¥ = = n l 6.6262 10 6.167 10 4.086 10 (J) 34 14 19 = = ¥ ¥ ¥ = ¥ - E hn 核外电子运动状态 核外电子运动状态 行星轨道和行星模型是玻尔未彻底抛弃经典物 理学的必然结果，用玻尔的方法计算比氢原子稍复 杂的氦原子的光谱便有非常大的误差。 新量子力学证明了电子在核外的所谓“行星轨道” 是根本不存在的。玻尔理论合理的是：核外电子处 于定态时有确定的能量；原子光谱源自核外电子的 能量变化。这一真理为后来的量子力学所继承。 玻尔理论的基本科学思想方法是，承认原子体 系能够稳定而长期存在的客观事实，大胆地假定光 谱的来源是核外电子的能量变化，用类比的科学方 法，形成核外电子的行星模型，提出量子化条件和 跃迁规则等革命性的概念。 核外电子运动状态 尽管玻尔理论已被新量子论所代替，玻尔的科 学思想却永远值得我们学习，而且，玻尔理论中的 核心概念——定态、激发态、跃迁、能级等并没有 被完全抛弃，而被新量子力学继承发展，甚至“轨道” 的概念，量子力学赋予了新的内涵。 玻尔及早把握了最新的科学成就信息是他获得 成功的基本条件。单单这一点也值得我们学习—— 努力把握科技发展的最新成就——而这恰恰是许多 人欠缺的。 核外电子运动状态 三、波粒二象性 在20世纪初，有的物理学家持光的粒子观，认为 光是粒子流，光的粒子称为光子。光的强度I等于光子 的密度r和光子的能量e(e=hn，其中n是光的频率)的乘 积： 光的强度：I=rhn 而有的物理学家持光的波动观，认为光是电磁 波，光的强度I和光的电磁波的振幅y的平方成正比： 光的强度：I=y2 /4p 后来，物理学家们把光的粒子说和光的波动说统一 起来，提出光的波粒二象性，认为光兼具粒子性和波 动性两重性。因此有： 光的强度：I=rhn=y2 /4p 核外电子运动状态 上式等号的成立意味着： I=rhn=y2 /4p (1)在光的频率n一定时，光子的密度(r)与光的振 幅的平方(Y 2 )成正比： r∝Y 2 这就是说，光的强度大，则光子的密度大，光波 的振幅也大。 (2)光子的动量(P=mc，E=mc 2其中m是光子的质 量，c是光速)与光的波长(l)成反比： P=mc=E/c=hn/c=h/l 或 l=h/P 这意味着动量是粒子的特性，波长是波的特性， 因而上式就是光的波粒二象性的数学表达式，这表 明，光既是连续的波又是不连续的粒子流。 核外电子运动状态 四、德布罗意关系式 1927年,年轻的法国博士生德布罗意（de Broglie 18921987）在他的博士论文中大胆地假定：所有的 实物粒子都具有跟光一样的波粒二象性，引起科学界 的轰动。 这就是说，表明光的波粒二象性的关系式不仅是 光的特性，而且是所有像电子、质子、中子、原子等 实物粒子的特性。这就赋予这个关系式以新的内涵， 后来称为德布罗意关系式： l=h/P=h/mv 按德布罗意关系式计算的各种实物粒子的质量、 速度和波长l