量子力學西北

1.2玻爾的量子理論一、原子核的結構模型及其與經(jīng)典理論的矛盾1.原子核的“奶酪”模型缺點：不能解釋氫原子光譜存在的譜線系；不能解釋α粒子大角度散射。

1903年J.J.湯姆孫提出：原子中的正電荷和原子的質(zhì)量均勻地分布在半徑為10-10m的球體范圍內(nèi)，而原子中的電子浸于此球中。1.2玻爾的量子理論2、α粒子散射實驗

大部分α粒子穿過金箔后只偏轉(zhuǎn)很小的角度；但是在實驗中竟然發(fā)現(xiàn)有少量α粒子的偏轉(zhuǎn)角度大于900，甚至約有幾萬分之一的粒子被向后散射了。α粒子散射實驗原子核說明：α粒子大角度散射否定了湯姆孫的原子模型。1.2玻爾的量子理論3.盧瑟福的有核模型或“行星”模型1911年，盧瑟福提出原子有核模型或稱“行星”模型：原子的中心有一個帶正電的原子核，它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子圍繞這個核旋轉(zhuǎn)，核的大小與整個原子相比是很小的。注：原子的有核模型可以α解釋粒子的大角度散射問題。4.經(jīng)典理論對于原子結構解釋所遇到的困難原子向外輻射電磁波，隨電子運動軌道的半徑不斷減小，輻射電磁波的頻率將連續(xù)變化。原子的核型結構是不穩(wěn)定的，繞核旋轉(zhuǎn)的電子最終將落到原子核上。1.2玻爾的量子理論二、氫原子光譜的規(guī)律巴耳末系萊曼系帕邢系布拉開系普豐德系是里德伯常數(shù)左面五個公式總結為：即其中b.作定態(tài)軌道運動的電子的角動量L的數(shù)值只能等于的整數(shù)倍，即這成為角動量量子化條件。1.2玻爾的量子理論三、玻爾的氫原子理論1.玻爾理論的三個假設：a.原子存在一系列不連續(xù)的穩(wěn)定狀態(tài)，即定態(tài)，處于這些定態(tài)中的電子雖作相應的軌道運動，但不輻射能量；c.當原子從高能量的定態(tài)躍遷到低能量的定態(tài)，即電子從高能量的軌道躍遷到低能量的軌道上時，要發(fā)射能量為的光子1.2玻爾的量子理論

根據(jù)玻爾理論對于原子發(fā)光的論述，所發(fā)出的光子的頻率與能級間隔有關：對應的波數(shù)為：

由上式求出里德伯常數(shù)與實驗符合得很好。這表示玻爾的量子理論在解釋氫原子光譜規(guī)律性方面是十分成功的。其中帕邢系巴耳末系萊曼系1.2玻爾的量子理論2.氫原子的光譜線12345E1=-13.6eVE2=E1/4=-3.39eVE3=E1/9=-1.51eVE4=E1/16E5=E1/25En=E1/n2布拉開系入射光線1.2玻爾的量子理論3、玻爾氫原子理論的成就成功地解釋了原子的穩(wěn)定性、大小及氫原子光譜的規(guī)律性。從理論上計算了里德伯常量；解決了近30年之久的巴耳末公式之迷，打開了人們認識原子結構的大門，而且玻爾提出的一些概念，如能量量子化、量子躍遷及頻率條件等，至今仍然是正確的。能對類氫原子的光譜給予說明。1.2玻爾的量子理論4、玻爾理論的困難不能解釋多電子原子的光譜；只能給出光譜線的頻率，不能解釋譜線的強度和寬度；不能