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高中物理 184波尔的原子模型详解

归档日期:06-24       文本归类:胡克      文章编辑:爱尚语录

  以上矛盾表明,从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾,1913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,提出了玻尔理论。

  围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的,不产生电磁辐射,也就是说,电子的轨道是量子化的。

  电子在不同的轨道上运动,原子处于不同的状态。玻尔指出,原子在不同的状态中具有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。

  原子在始、末两个能级 Em 和 En ( EmEn ) 间跃迁时,发射 (或吸收) 光子的频率可以由前后能级的能量差决定:

  玻尔从上述假设出发,利用库仑定律和牛顿运动定律,计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量

  2.这里的电势能 Ep<0,原因是规定了无限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电势能越少,负得越多。

  3.量子数 n = 1定态,能量值最小,电子动能最大,电势能最小;量子数越大,能量值越大,电子动能越小,电势能越大。

  4.跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化:当轨道 半径减小时,库仑引力做正功,原子的电势能 Ep 减小,电子动能增大,原子能量减小。反之,轨道半径增大时,原子电势能增大,电子动能减小,原子能量增大。

  巴尔末公式有正整数 n 出现,这里我们也用正整数 n 来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系?

  (1) 吸收光子对于能量大于或等于13.6eV的光子(电离);对于能量小于13.6eV的光子(要么全被吸收,要么不吸收)。

  (2) 吸收实物粒子能量,只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁,就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁,多余能量仍为实物粒子动能。

  氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。

  A 汤姆修根据气体放电实验断定阴极射线是带负电的电子流,并求出了这种粒子的比核。

  B 卢瑟福α粒子散射实验表明:原子中带正点部分的体积很小,但几乎占有全部质量,电子在正点体的外部运动

  D 波尔在原子核式结构模型的基础上,结合普朗克的量子概念提出了波尔的原子模型。

  波尔模型理论中,原子的能量是不连续的;电子在原子内部绕原子核旋转;波尔的原子模型只能解释一部分原子的光现象,需要继续修正。

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