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玻爾的原子模型 (1)原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾 a. 電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng).按照經(jīng)典理論.加速運(yùn)動(dòng)的電荷.要不斷地向周圍發(fā)射電磁波.電子的能量就要不斷減少.最后電子要落到原子核上.這與原子通常是穩(wěn)定的事實(shí)相矛盾. b. 電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率.隨著旋轉(zhuǎn)軌道的連續(xù)變小.電子輻射的電磁波的頻率也應(yīng)是連續(xù)變化.因此按照這種推理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜.這種原子光譜是線狀光譜事實(shí)相矛盾. (2)玻爾理論上述兩個(gè)矛盾說(shuō)明.經(jīng)典電磁理論已不適用原子系統(tǒng).玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā).利用普朗克的能量量了化的概念.提了三個(gè)假設(shè): ①定態(tài)假設(shè):原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中.在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的.電子雖然做加速運(yùn)動(dòng).但并不向外在輻射能量.這些狀態(tài)叫定態(tài). ②躍遷假設(shè):原子從一個(gè)定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一定態(tài)(設(shè)能量為E1)時(shí).它輻射成吸收一定頻率的光子.光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定.即 hv=E2-E1 ③軌道量子化假設(shè).原子的不同能量狀態(tài).跟電子不同的運(yùn)行軌道相對(duì)應(yīng).原子的能量不連續(xù)因而電子可能軌道的分布也是不連續(xù)的.即軌道半徑跟電子動(dòng)量mv的乘積等于h/2的整數(shù)倍.即:軌道半徑跟電了動(dòng)量mv的乘積等于h/的整數(shù)倍.即 n為正整數(shù).稱量數(shù)數(shù) (3)玻爾的氫子模型: ①氫原子的能級(jí)公式和軌道半徑公式:玻爾在三條假設(shè)基礎(chǔ)上.利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué).計(jì)算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑.以及電子在各條軌道上運(yùn)行時(shí)原子的能量.(包括電子的動(dòng)能和原子的熱能.) 氫原子中電子在第幾條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí).氫原子的能量En.和電子軌道半徑rn分別為: 其中E1.r1為離核最近的第一條軌道(即n=1)的氫原子能量和軌道半徑.即:E1=-13.6ev, r1=0.53×10-10m(以電子距原子核無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)電勢(shì)能為零計(jì)算) ②氫原子的能級(jí)圖:氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值.叫氫原子的能級(jí).按能量的大小用圖開(kāi)像的表示出來(lái)即能級(jí)圖. 其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài).n=2以上的定態(tài).稱為激發(fā)態(tài). ③玻爾理論的局限性.由于引進(jìn)了量子理論(軌道量子化和能量量子化).玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律.但由于它保留了過(guò)多的經(jīng)典物理理論(牛頓第二定律.向心力.庫(kù)侖力等).所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難. 例題: 用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子.停止照射后.發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子.它們的頻率由低到高依次為ν1.ν2.ν3.由此可知.開(kāi)始用來(lái)照射容器的單色光的光子能量可以表示為:①hν1,②hν3,③h(ν1+ν2),④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中 A.只有①③正確 B.只有②正確 C.只有②③正確 D.只有④正確解析:該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子.說(shuō)明這時(shí)氫原子處于第三能級(jí).根據(jù)玻爾理論應(yīng)該有hν3=E3- E1.hν1=E3- E2.hν2=E2- E1.可見(jiàn)hν3= hν1+ hν2= h(ν1+ν2).所以照射光子能量可以表示為②或③.答案選C. 例題:氫原子處于基態(tài)時(shí)能量為.電子的質(zhì)量為m.電量為-.試回答下列問(wèn)題: (1)用氫原子從的能量狀態(tài)躍遷到的能量狀態(tài)時(shí)所輻射的光去照射逸出功是的Cs金屬.能否發(fā)生光電效應(yīng)? (2)氫原子處于時(shí).核外電子速度多大? (3)氫原子吸收波長(zhǎng)為的紫外線而電離.使電子從基態(tài)飛到離核無(wú)限遠(yuǎn)處.設(shè)原子核靜止.則電子飛到離核無(wú)限遠(yuǎn)處后.還具有多大的動(dòng)能? 解析:(1)氫原子從躍遷到能量狀態(tài)放出能量能發(fā)生光電效應(yīng) (2) 而庫(kù)侖力為向心力.即 (3)根據(jù)能量守恒.光子的能量一部分用于使氫原子電離.余下的為飛出后電子的動(dòng)能.即: 【查看更多】

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