原子的能級和輻射ppt課件(已修改)
2025-01-26 10:43 本頁面
【正文】 光譜 研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段 1．光譜及其分類 光譜 （ spectrum） 電磁輻射頻率成分和強度分布的關(guān)系圖 光源 分光器（棱鏡或光柵） 紀錄儀（感光底片或光電紀錄器） 光譜儀 將混合光按不同波長成分展開成光譜的儀器。 按光譜結(jié)構(gòu)分類 連續(xù)光譜 固體熱輻射 線光譜 原子發(fā)光 第二章 原子的能級和輻射 帶光譜 分子發(fā)光 按光譜機制分類 發(fā)射光譜 樣品光源 分光器 紀錄儀 吸收光譜 連續(xù)光源 樣品 分光器 紀錄儀 ?I?I光譜由物質(zhì)內(nèi)部運動決定，包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息 一．氫原子光譜的線系 光譜的研究從 1853年 Angstron 發(fā)現(xiàn) 開始。 1885年，已觀察到 14條譜線， H? 656 H? 486 H? H? H? 397 ()? 197。22 3 , 4 , 5 ,4nBnn? ???3 6 4 5 . 6B ? 197。Balmer經(jīng)驗公式 ,nB?? ? ?線系限 1890年 Rydberg用波數(shù)改寫 : 2 2 2 21 4 1 1 1 1 3 , 4 , 5 ,22 Hv R nB n n?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?711 . 0 9 6 7 7 5 8 1 0HRm ???氫原子的 Rydberg常數(shù) 巴爾末線系限： 22HRv ? （遠紫外）賴曼系： 2211 2 , 3 , 41Hv R nn??? ? ?????（紅外三個線系 ） 帕邢系： 2211 4 , 5 , 63Hv R nn??? ? ?????布喇開系： 2211 5 , 6 , 74Hv R nn??? ? ?????普豐特系： 2211 6 , 7, 85Hv R nn??? ? ?????這些經(jīng)驗公式是否反映了原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)律性？？ 線系的一般表示： 2211HvR mn????????令： 2()HRTmm? 2()HRTnn?光譜項 并合原則： ( ) ( )v T m T n??每一譜線的波數(shù)差都可表達為二光譜項之差 一、經(jīng)典理論的困難 玻爾氫原子理論 1． 經(jīng)典理論（行星模型）對原子體系的描述 庫侖力提供電子繞核運動的向心力： 2 2204emv Zerr???r222e001124 π 4 π 2Ze ZeE m vrr??? ? ? ?原子體系的能量： 電子軌道運動的頻率 ： 302 2 4 eV e Zfr m r? ? ? ???2． 經(jīng)典理論的困難 ! 原子穩(wěn)定性 困難 : 電子加速運動輻射電磁波，能量不斷損失，電子回轉(zhuǎn)半徑不斷減小，最后落入核內(nèi)，原子塌縮。 10~ 10 s?原子壽命 ! 光譜分立性 困難 : 電子繞核運動頻率 30e12 π 2 π 4 πver m r? ???電磁波頻率等于電子回轉(zhuǎn)頻率，發(fā)射光譜為連續(xù)譜。 描述宏觀物體運動規(guī)律的經(jīng)典理論 ,不能隨意地推廣到原子這樣的微觀客體上。 必須另辟蹊徑！ 二、玻爾的基本假設(shè) 氫原子光譜的經(jīng)驗公式： 22HHRRvmn??兩邊同乘 ： hc22HHhc R hc Rhc vmn??物 理 含 義 左邊： 為每次發(fā)射光子的能量； 右邊： 也必為能量，應(yīng)該是原子在輻射前后的能量之差 21h E E? ?? 原子的能量仍采用負值，則原子能量的一般表示： 2HmR hcEm??玻爾基本假設(shè) (1913年 ) (1) 定態(tài) （ stationary state） 假設(shè) 電子只能在一系列分立的軌道上繞核運動，且不輻射電磁波，能量穩(wěn)定。 電子軌道和能量分立 201 1 , 2 , 3 ,24 πn nZeEnr?? ? ?(2) 躍遷 （ transition） 假設(shè) 吸收 發(fā)射 原子在不同定態(tài)之間躍遷，以電磁輻射形式吸收或發(fā)射能量。 nmh v E E?? 頻率條件 h? h ? nmEEh???躍遷頻率： 一個硬性的規(guī)定常常是在建立一個新理論開始時所必須的。 (3) 角動量量子化假設(shè) 為保證定態(tài)假設(shè)中能量取不連續(xù)值，必須
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