2022-2023学年高二物理竞赛课件:玻尔理论(共14张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:玻尔理论(共14张PPT)

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(共14张PPT)
玻尔理论
玻尔理论在人们认识原子结构的进程中有很
玻尔正在讲解他的互补原理
玻尔(左)和
海森伯(中)及
泡利(右)在一起
大的贡献
—— 1922年玻尔获诺贝尔物理奖。
例:用能量为12.5电子伏特的电子去激发基态氢原子,
问: 受激发的氢原子向低能级跃迁时,会出现哪些波长的谱线
解:
-13.6eV
-3.39eV
-1.51eV
-0.85eV
可见上述电子可把基态氢原子激发到 E3 能级。
由第二激发态 (n=3) 向低能级跃迁有三种可能;
巴耳末系: ( m=2 )
共三条谱线, 一条属于巴耳末系可见光, 两条属于莱曼系。
莱曼系: ( m=1 )
解: (1)
(2) 巴尔末系,m=2
例. 氢原子光谱的巴尔末系中,有一谱线的波长为
。求(1)与该谱线相应的光子的能量;
(2)此谱线是氢原子由能级En跃迁到能级Em产生的,
n和m各为多少;
(3)处于最高能级E5的大量氢原子,最多可以发射几 个谱线系,共几条谱线,在能级图上表示出来,说明波长最短的是哪一条谱线。
可发射四个谱线系,共十条谱线。波长最短的是莱曼系中n=5跃迁到n=1的谱线。
E
莱曼系
巴尔末系
帕邢系
布喇开系
玻尔理论(1913)是在经典理论基础上加一些新的量子假设,它成功地解释了氢原子线状光谱,作为早期的量子理论,它对量子力学的发展具有重大的先导作用。但是,玻尔理论是有缺陷的,它还远未能反映微观世界的本质。例如,它不能解释多电子原子的光谱,对谱线的强度、宽度也无能为力。
正确的原子结构理论要建立在全新的量子力学基础之上。玻尔理论的一些基本概念, 如“定态”、“能级”、“能级跃迁决定辐射频率”等在量子力学中仍是重要的基本概念,但是仍保留了经典意义上的轨道的说法,这是不对的。
情景模式:
操场百米赛跑,时空坐标,汽车上看百米赛跑?
火车内百米赛跑,地面上看?
两粒子AB相对运动,在A看,在B看
北京上海同时开出一列火车,飞船上看
在A看,多长时间相撞,在B看,。。。。
运动方向:
静止方向:
速度合成:
S系速度:相对于S的速度,S的时空坐标求解
情景模式:
操场百米赛跑,速度?
汽车上看,百米赛跑速度?
两粒子AB相对运动,在A看,多长时间相撞?
在B看,多长时间相撞?
速度:信号!
B是信号,B在A系统的时空坐标,B的速度
A是信号,A在B系统的时空坐标,A的速度
有关联的两个视角,仅此而已!
质量是常数
例 飞船以速度 u = 3c/5 飞离地球,它发射一个无线
电信号,经地球反射, 40s 后飞船才收到返回信号。
飞船发射信号时、 信号被地球反射时、飞船接收到信号时,分别从地球、飞船上测量,飞船离地球有多远?
地球系,往返光程不同,总光程=光速*地球时(延时)。三个时间点,两个时间段:发射信号,信号到达地球,信号返回飞船。
光的时间 =飞船的时间。飞船到地球的最终距离=飞船走的距离+初始距离
S
x
O
O'
S'
O'
S'
O'
S'
蓝色:飞船路径;红色:光的路径
(1) 地球惯性系 S :
S
x
O
O'
S'
O'
S'
O'
S'
10c
16c
40c
发、收光信号两事件时间间隔
时延只和速度大小有关,和方向无关
解:(2) 飞船惯性系 S' :
三距离
光信号往返各需时 20秒
光线返回
S'
O'
x'
O
S
O
S
O
S
8c
20c
32c
光线追地球
t' = 40s 是原时,
飞船系,光追地球然后返回。地球在位置1,飞船发射信号,信号追地球,当地球到位置2,光追上地球,然后返回,当地球到位置3时,返回飞船(原点)。飞船不动,因此光往返时间和路程均相等。

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