(
课件网) 第4节 波尔的原子模型 玻尔其人： 他是卢瑟福的学生，在其影响下具有严谨的科学态度，勤奋好学，平易近人，后来很多的科学家都有纷纷来到他身边工作。当有人问他，为什么能吸引那么多科学家来到他身边工作时，他回答说：“因为我不怕在青年面前暴露自已的愚蠢”。这种坦率和实事求是的态度是使当时他领导的哥本哈根理论研究所永远充满活力，兴旺发达的原因。爱因斯坦评价说： “作为一个科学的思想家，玻尔具有那么惊人的吸 引力，在于他具有大胆和谦逊两种品德难得的结合” 1885 年，玻尔 (Neils Bohr) 出生于丹麦．哥本哈根。他的父亲是哥本哈根大学一名杰出的生理学教授，母亲出生于一个在银行、政治和教育各界中均很活跃的富有犹太人家庭。父母从小便很关心玻尔，使他的天赋得以充分发挥。 1903 年，玻尔入读哥本哈根大学，主修物理学。玻尔尚未毕业时，便巳经锋芒毕露，他通过观察喷射的水流就能精密测量出水的表面张力。 1909 年，玻尔获理科硕士学位，1911 年获哲学博士学位。 他的博士论文《金属电子论的研究》定性地说明了金属的各种性质。他察觉到经典理论的缺陷，并证明了金属的磁性决不能用这些原理解释。结束在哥本哈根大学的学习后，玻尔前往英国剑桥大学，想在汤姆孙的指导下继续研究电子论，但是汤姆孙巳经对这个问题失去了兴趣。于是玻尔随即转往曼彻斯特大学，在卢瑟福的实验室工作。1913 年，他发表了三篇论文，把当时的原子结构模型与量子论结合起来，揭开了物理学崭新的一页。 爱因斯坦一直对量子力学的概率解释感到不满，他曾在写给 玻尔 的信中提到: 「量子力学虽然令人赞叹，但在我的心中有个声音告诉我，它还不是那真实的东西……我无论如何也不相信上帝会在掷骰子!本世纪最伟大的两位科学巨人之间的大战就此揭开序幕． 爱因斯坦曾提出许多“矛盾”，企图证明量子力学站不住脚。但是，玻尔对这些“矛盾”经过分析之后，反倒帮助阐明了量子力学的原理。 丹麦物理学家N.玻尔 意识到了经典理论在解释原子结构方面遇到困难，在量子论与光子说的启发下，提出了自己的原子结构假说 一、玻尔原子理论的基本假设 1. 轨道量子化 电子的轨道是量子化的 氢原子中电子轨道的最小半径 电子的轨道是量子化的 rn=n2r1 （n=1,2,3……) 一、玻尔原子理论的基本假设 2. 定态与能量量子化 电子在不同的轨道上运动时，原子是稳定的，不产生电磁辐射，称为定态。 原子的能量是量子化的 （n=1,2,3……) 一、玻尔原子理论的基本假设 2. 定态与能量量子化 能量最低的状态叫做基态，其它的状态叫做激发态。 量子化的能量值叫做能级。 氢原子在基态（第一能级）的能量： 一、玻尔原子理论的基本假设 2. 定态与能量量子化 能级图：将原子的能量值用图示的方法描述 氢原子的能级图 一、玻尔原子理论的基本假设 3. 跃迁理论 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即 4 3 2 1 E4 E3 E2 E1 定态假设 跃迁假设 4 3 2 1 E4 E3 E2 E1 轨道假设 4 3 2 1 －－－－－－－－－－－－－－－－－ １ ２ ３ ４ ５ -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 eV n E ∞ 二、氢原子的能级图 氢原子的轨道及对应的能级 n?∞：电子脱离核束缚 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 氢原子能级图 1、向下跃迁 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 可自发地经过一次或几次跃迁达基态 跃迁时以光子的形式向外放出能量 发射光子 三、光子的发射与吸收 某个氢原子处于n=4激发态 1、它可能向外辐射哪些波长的光子？ 2、它最多向外辐射的光子数为多少？ 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 ... ...
