【文章內(nèi)容簡介】 ，與光子數(shù)目（光的強度）無關。 ?? ?h 時，電子不能逸出， h?? ?04，光子照射到金屬表面時， 光子能量一次性被電子吸收 ，無需積累時間， 秒 910 ??? 由于成功解釋光電效應，愛因斯坦獲 1921年的諾貝爾獎。 說明存在金屬的紅限， ?? ?? 221 mmvh對 h 的測量： mE?0??2021mvm0?? ?? hmv m221斜率就是 h 氫原子光譜 300 400 500 600 700 800010002022300040005000600070008000Intensity / a.u.W a v e l e n g t h / n m300 320 340 360 380 400010002022300040005000600070008000Intensity / a.u.W a v e l e n g t h / n m光譜是光的頻率、成分和強度分布的關系圖。 光譜是研究原子結構的重要途徑之一。 光譜 氫原子光譜的規(guī)律性 ? 原子光譜反映原子的結構性質(zhì) ? 氫原子光譜是最簡單的原子光譜 ? 1，巴耳末系 ： ? 在可見光范圍內(nèi)觀察到四條譜線， H?， H?， H?， H? ? 譜線的波長可以用簡單的整數(shù)關系來表示： ? ? 引入 波數(shù) ，即波長的倒數(shù) ? ? R里德堡常量 nmBnn nB ,6,5,4,3,2 222???? ??17222 100 9 6 7 7 2,6,5,4,3,121~ ??????????? ?? mBRnnR ???? /1~ ?? 2， 在紫外區(qū) 、 紅外區(qū) 、遠紅外區(qū)分別觀察到Lyman ， Paschen ，Brackett， Pfund 系 ，其波數(shù)也有類似表達式： ? ,5,4,32,11 1~ 22 ?，??????? ?? nnR?,765,4,131~ 22 ?，??????? ?? nnR?,8765,141~ 22 ?，，??????? ?? nnR?,9876,15 1~ 22 ?，，??????? ?? nnR?? 1889年，里德伯 ()提出描述氫原子光譜的普適方程： ? ? ? ? 139。239。2 967 74111~ ??????????? ??? cmBRnTnTnnREHEH??一個如此簡單的公式，給出與實驗驚人相符的結果， 說明其中包含深刻的物理意義。 22 39。)39。(,)( nRnTnRnT ??)39。()(~ nTnT ???光譜項 ? 組合原理： 對應于任意兩個不同整數(shù)的光譜項合并起來，并組成它們的差，就得到氫原子光譜中一條譜線的波數(shù)。 玻爾模型及其對氫原子光譜的解釋 1913玻爾在普朗克、愛因斯坦和巴爾末思想的影響下，創(chuàng)造性地提出原子結構的玻爾模型。 ( , 1885—1962) 玻爾對氫原子光譜的解釋 玻耳的量子論 定態(tài)假設 定態(tài)躍遷假設 角動量量子化假設 原子物理數(shù)值計算 玻耳的量子論 定態(tài)假設 ? 原子存在一系列不連續(xù)的穩(wěn)定狀態(tài) — 定態(tài)，處于定態(tài)的電子繞原子核沿圓周軌道運動，但不產(chǎn)生電磁輻射。 定態(tài)躍遷假設 ? 當原子中電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，對應原子從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)，這時它會放出（或吸收）一個光子，能量為 hν： 12 EEh ???其中， E1—初態(tài)能量， E2—末態(tài)能量， 輻射光子 吸收光子 21 EE ?21 EE ?氫原子能量 氫原子系統(tǒng)的總能量為： eVnnR h cE n 22 ????這種量子化的能量稱為 能級 基態(tài) /正常態(tài) ： n = 1， E1 =， 能量最低 激發(fā)態(tài) /受激態(tài) ： n 1，能量較高 角動量量子化假設 ? 作定態(tài)軌道運動的電子的角動量只能等于一些分立值 ?? ,2,1, ??? nnvrmL e對氫原子光譜的解釋 ?????? ???? 222 121 nR hcEEh n?處于激發(fā)態(tài) n’的氫原子會自動躍遷到能量較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài) n ，同時釋放出能量等于兩個狀態(tài)能量之差的光子。 nn EEh ?? ??對應的波數(shù)： ,121~ 22 ?????? ??nRkn?巴爾末系： 光譜項代表原子所處狀態(tài)的能量。 不同末態(tài)對應不同的光譜線系 n=1 n=4 n=2 n=3 n=5 Lyman Balmer 氫原子譜線 ?AeVhc ????例題：用能量為 eV 的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子，問受激發(fā)的氫原子向低能級躍遷時會出現(xiàn)哪些波長的譜線。 解：設最高被激發(fā)到 m 態(tài)。 則 eV ? Em El = hcR(11/ m2) 所以 m2 ? ? m = 3 h? (m?n) = E3 – E1 = eV(1/n21/m2) ?(3?1) = hc/[E3 – E1] ?(3?2) = hc/[E3 –E2 ] = ?(2?1) = hc/[E2 – E1] = ?A?A?An=1 n=2 n=3 玻耳理論分析氫原子軌道和能量 rerevmVEEek02022421421???? ??????rmeve2041 ?????1） 經(jīng)典軌道： 電子繞核作圓周運動，原子核對電子的庫侖力提供電子軌道運動的向心力 rvmree222041 ???? 其中， r —軌道半徑， v —運動速率 運動頻率： ， 圓周運動能量： rmerrvfe024212 ?????? 30412 rmee????不同的軌道半徑，具有不同的能量，不同的頻率 22041 vmree??? ??2nR h cE ??初末 EEh ???經(jīng)典理論的困惑 實驗規(guī)律的量子化理解 光譜項：代表原子所處狀態(tài)的能量 頻率條件 /輻射條件 ?????? ??