chap-15-4-7

1、1,§15-4 氫原子的玻爾理論,一 氫原子光譜的規(guī)律性,1885 年瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜可見(jiàn)光部分的規(guī)律:,-―里德伯常數(shù),(n > m),譜線的波數(shù)可以表示為兩光譜項(xiàng)之差,光譜項(xiàng)：,里德伯-里茲并合規(guī)則：,巴爾末系（可見(jiàn)光）,1890 年瑞典物理學(xué)家里德伯給出氫原子光譜公式,3,賴曼系（1916）（紫外光）,帕邢系（1908）（紅外光）,布喇開(kāi)系（1922）（紅外光）,普芳德系（1924）（紅外光

2、）,氫原子光譜中的其他譜線系：,漢弗萊系（1953）（紅外光）,4,二 盧瑟福的原子有核模型,1. 湯姆遜葡萄干蛋糕模型（1903）,,2. 盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn),5,?粒子散射,盧瑟福提出原子有核模型（1911）,原子核線度10-14m 原子線度10-10m,6,3. 盧瑟福原子有核模型的困難,（1）輻射電磁波，能量逐漸減小，發(fā)射光譜應(yīng)是連續(xù)光譜。,（2）原子不穩(wěn)定。,⑴ 原子中的電子只能在一些特定圓軌道上運(yùn)動(dòng)而不

3、 輻射電磁波，這時(shí)原子處于穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)）。,⑶ 當(dāng)原子從一個(gè)能量為En的定態(tài)躍遷到能量為Em的定態(tài)時(shí)，要發(fā)射或吸收一個(gè)頻率為ν的光子。,⑵ 電子在穩(wěn)定圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道角動(dòng)量呈量子化。,,1.玻爾理論的假設(shè),—量子化條件,即,—主量子數(shù),三 氫原子的玻爾理論,8,電子的軌道半徑：,玻爾半徑(n=1)：,2. 電子軌道半徑和氫原子能量的計(jì)算,9,氫原子的基態(tài)能量(n=1)：,氫原子能級(jí)：,氫原子能級(jí)公式：,10,3. 玻爾理論對(duì)氫

4、原子光譜的解釋,(里德伯常量),11,氫原子能級(jí)躍遷與光譜圖,,12,,一 德布羅意假設(shè),實(shí)物粒子和光子一樣，也具有波粒二象性。用能量E和動(dòng)量p表征實(shí)物粒子的粒子性，用頻率?和波長(zhǎng)?表征實(shí)物粒子的波動(dòng)性。這種波叫德布羅意波，或物質(zhì)波。,德布羅意關(guān)系式：,即,§15-6 德布羅意波 實(shí)物粒子的二象性,,13,例1. 計(jì)算m=1g，v=1cm/s的實(shí)物粒子的德布羅意波長(zhǎng)。,若電子 m= 9.1?10-31kg，加速電壓為U，計(jì)

5、算德布羅意波長(zhǎng)。,任何實(shí)驗(yàn)都不能觀察到波動(dòng)性，僅表現(xiàn)出粒子性。,電子的德布羅意波長(zhǎng)與X射線波長(zhǎng)相近。,解：,14,二　德布羅意波的實(shí)驗(yàn)證明,1. 戴維孫 —革末電子衍射實(shí)驗(yàn)（1927年）,以電子射線代替x射線進(jìn)行了晶體的衍射實(shí)驗(yàn)。,15,2. G.P.湯姆孫電子衍射實(shí)驗(yàn) (1927年),,電子雙縫衍射圖,3. 約恩遜的電子通過(guò)狹縫的衍射實(shí)驗(yàn)（1961年）,16,三 德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋,單個(gè)粒子在何處出現(xiàn)具有偶然性;大量粒子在某

6、處出現(xiàn)的多少具有規(guī)律性. 粒子在各處出現(xiàn)的概率不同.,1 從粒子性方面解釋,粒子密集處，波的強(qiáng)度大；粒子稀疏處，波的強(qiáng)度小,2 從波動(dòng)性方面解釋,17,在某處德布羅意波的強(qiáng)度與粒子在該處附近出現(xiàn)的概率成正比 .,3 結(jié)論(統(tǒng)計(jì)解釋),1926 年玻恩提出：德布羅意波為概率波.,量子力學(xué)波函數(shù)（復(fù)函數(shù)） 見(jiàn)教材 §15-8 量子力學(xué)簡(jiǎn)介,描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù),,?? (x,t)?2 ：