第二章原子的量子态玻尔模型 《原子物理学》课堂课件.ppt

光谱是电磁辐射（不论在可见区或在可见区外）的波长成分和强度分布的记录；有时只是波长成分的记录。 四、氢原子光谱的实验规律 （1）巴耳末经验公式 （3）光谱项 氢原子的轨道和能级 玻尔理论的主要成功之处是： 例题：试计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转动的频率、线速度和加速度。 例题：用能量为 12.5 eV 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。 例题：从 Li 2+ 离子第一激发态向基态跃迁时所发光子 是否可以使 处于基态的He+ 离子电离？ 解：类氢离子能级能量： 例题：估算 He+ 离子、Li 2+ 离子第一玻尔轨道半径、电离电势、第一激发电势和赖曼系第一条谱线的波长分别与氢原子上述物理量之比。 解： 因此：第一玻尔轨道半径比 1 ：2 和 1 ：3 电离电势比 4 ：1 和 9 ：1 第一激发电势比 4 ：1和 9 ：1 赖曼系第一条谱线波长比 1 ：4 和 1 ：9 例题：已知一对正负电子绕共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的电子偶素。试计算其第一激发态向基态跃迁时放出光子的波长。 3、当KG间电压大于4.9V时，随电压的增加，电子与原子碰撞后，电子只能转移掉4.9eV的能量使汞原子由基态被激发到激发态，还留有足够的能量可以克服反电压而达到A极，且剩余的能量随KG间电压的增加而增加，所以电流又开始上升。 4、当KG间的电压是4.9V的二倍时，电子在KG间可能经过二次非弹性碰撞而失去能量，因而又造成电流的下降。同理，当KG间的电压是4.9V的三倍时，电子在KG间可能经过三次碰撞而失去能量，因而又造成电流的下降。 碱金属原子的光谱 例题：Na 原子的基态为 3S。已知其共振线（指第一激发态与基态之间的跃迁）波长为 5893 ?，漫线系第一条的波长为8193 ?。基线系第一条线的波长为18459 ?，主线系的系限波长为2413 ?。试求 3S、3P、3D、4F各谱项的项值。 解：Na 原子能级示意图及题中所述各跃迁如下： 理论上原子的共振线（因为频率相同而发生共振被吸收原子吸收的光子）可以有很多条。题中所谓共振线指第一激发态与基态之间的跃迁。 与氢原子相似，碱金属原子的光谱跃迁的波数可以表达为 由题中已知信息 得 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 可以看出，对能级产生影响的除了R 值，还有有效电荷Z*，通过前面的学习我们了解到 R 值是与核的质量联系着的，而原子实极化和轨道贯穿导致了碱金属和氢原子之间有效电荷的差别。当有效电荷Z*代替 Z 时，我们得到 : (2) 光谱项为 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 因为Z*>1，所以n*<n。令n*=n-△ 实验表明，△与轨道形状l 有关 ，即 记为 那么能级可以表示为 （3） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 即有效量子数 n* 比主量子数 n 小，使得相应能级能量比氢原子的小。 有玻尔理论，任一谱线产生于两能级之间的跃迁 即有 （4） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 所以碱金属光谱的波数为 （5） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 根据玻尔理论，原子内部两能级之间的跃迁产生该原子的谱线，实验观察表明，碱金属元素的光谱主要分为四个线系 主线系： 从高P态向2S态跃迁产生； 锐线系： 从高S态向2P态跃迁产生； （又称第二辅线系） 漫线系： 从高D态向2P态跃迁产生； （又称第一辅线系） 基线系： 从高F态向3D态跃迁产生。 （又称柏格曼系） 结束 目录 next back 玻尔—索末非模型 碱金属的光谱 （S、P、D、F、……分别对应 l = 0、1、2、3 、 …… ） n=0, 1, 2, 3, 4…. =K, L, M, N, O… 第五节：玻尔理论的推广 第二章：原子的量子态：玻尔模型 比如对于锂元素来说，它的四个线系分别是： 主线系： 锐线系： 漫线系： 基线系： 结