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(共13张PPT)
玻尔氢原子量子论
玻尔氢原子量子论
玻尔的氢原子理论
2)角动量量子化条件假设
+
称为角动量量子化条件
m
r
v
为主量子数
在定态轨道上运动的电子，
其角动量只能取 的整数倍，
即:
玻尔氢原子量子论
玻尔的氢原子理论
3)频率条件假设
+

En
Ek
称为 频率条件
电子从某一定态向另一定态跃迁时将发射（或吸收）光子。
若初态和终态的能量分别为 Ek 和 En
则发射或吸收光子的频率为：
玻尔氢原子量子论
氢原子轨道半径的计算
由量子化条件及牛顿定律和库仑定律：
轨道量子化
角动量量子化
库仑力=向心力
玻尔半径
m
n=3
n=2
n=1
玻尔氢原子量子论
能量的计算
电子在量子数为n的轨道上运动时，
原子系统总能量是：（取无穷远处为静电势能零点）
基态能量:
这种量子化的能量称为能级
m
n=3
n=2
n=1
E1
E2
E3
与量子力学的结论一致
玻尔氢原子量子论
氢原子光谱的理论解释
从其它能级到同一能级的跃迁
属于同一谱线系。
-13.6eV
-3.39eV
-1.5eV
-0.85eV
莱曼系
巴尔末系
帕邢系
布拉开系
解：
例: 在气体放电管中，用能量为12.5eV的电子通过碰撞使氢原子激发，
问受激发的原子向低能级跃迁时，能发射那些波长的光谱线
设氢原子全部吸收电子的能量后最高能激发到第n个能级，
此能级的能量为:
氢原子最高能激发到 n=3的能级
解：
例: 1）将一个氢原子从基态激发到n=4的激发态需要多少能量？
2）处于n=4的激发态的氢原子可发出多少条谱线？
其中多少条可见光谱线，其光波波长各多少？
1）使一个氢原子从基态激发到n=4 激发态需提供能量为:
2) 发出的谱线跃迁如图所示,
共有6条谱线
2条可见光谱线
玻尔理论意义与局限性
1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）；
2）正确地指出定态和角动量量子化的概念；
3）正确的解释了氢原子及类氢离子（单电子）光谱；
1、玻尔的贡献
玻尔关于“定态” 和“能级跃迁决定谱线频率”的假设是
两个重要的基本概念，在量子力学理论中占有重要的地位。
玻尔理论意义与局限性
1）对稍复杂的原子光谱，定性、定量都不能解释；
2）对氢原子谱线的强度、宽度、偏振等问题无法处理；
2、玻尔理论的局限性
4）是半经典半量子理论，玻尔理论的出发点是经典力学，
又加上一些与经典理论不相容的量子化条件来限定稳
定状态，这些条件又不能从经典理论中给出解释，
是一种不自洽的理论。即把微观粒子看成是遵守经典
力学的质点，同时，又赋予它们量子化的特征。
这本身就决定了理论本身的局限性
3）把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的；
电子沿圆形“轨道”绕核运动的行星模型，无任何已知的方法能够验证。用经典力学质点运动的 “轨道” 概念去描述原子系统中电子的行为，符合微观粒子的运动客观规律吗
玻尔理论意义与局限性
“ 新出现的障碍只能用十分新颖的思想去克服 ”
玻尔
...
年轻的法国物理学家路易 德布罗意
终于迈出了新的一步
...
.
1929年，德布罗意获诺贝尔物理学奖；
1937年，汤姆逊和戴维逊则因证实电子具有波动性而分享了
1937年的诺贝尔物理学奖。
G.P.汤姆逊
戴维逊
德布罗意假设的实验证明
应用举例
电子显微镜 (Electron Microscope,EM)
电子显微镜是根据电子光学原理，依据电子的波动性设计制造的。电子显微镜直接放大倍数可达百万倍左右,分辨本领约0.1nm,用它可以看到病毒、单个分子以及金属材料的晶格结构等。
目前，最常用的电子显微镜有透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)，根据不同的成像原理,有发射式电子显微镜、反射式电子显微镜、镜式电子显微镜等各种类型。各式电子显微镜广泛地应用于金属物理学、高分子化学、微电子学、生物学、医学以及工农业生产等各个领域。已成为探索物质结构，研究、开发新材料的重要科研工具。
1932年，德国的鲁斯卡研制成功电子显微镜。

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