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积盾市安家阳光实验学校中学高二物理《2.4波尔的原子模型》知识点 3-5
（一）玻尔的原子理论的基本假设：
1、能级（态）假设：原子只能处于一不连续的能量状态中，在这些状态
子是稳的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫态。（本假设是针对原子稳性提出的）
2、跃迁假设：原子从一种态（设能量为En）跃迁到另一种态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一频率的光子，光子的能量由这两种态的能量差决，即hEmEn（h为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
3、轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对。原子的态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）
说明：（1）原子各态的能量值为电子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数
和。当取无穷远处电势能为零时，各态的电势能均为负值，
（2）原子的跃迁条件hEmEn只适用于光子和原子作用而使原子在
各态之间跃迁的情况。
对下述两种情况，则不受此条件限制：
a、当光子与原子作用而使氢原子电离，产生离子和自由电子。氢
原子电离所产生的自由电子的动能于入射光子的能量减去电离能。
b、实物粒子和原子作用而使原子激发或电离，是通过实物粒子
和原子碰撞来实现的。
在碰撞过程中，实物粒子的动能可以或地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或于原子某两个能级差值，就可以使原子受激发而跃迁到较高的能级。
当入射粒子的动能大于原子在某能级的电离能时，也可以使原
子电离。
（二）能级：
1、能级：原子在各个态时的能量值，称为原子的能级。 2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨
道上运动的态，称为基态。
3、激发态：原子吸收能量后从基态跃迁到较高能级，这时电子在离核较
远的轨道上运动的态，称为激发态。
4、氢原子能级：
原子各能级的关系：EE1
nn
2（n=1、2、3、、、） 基态能量：E1
13.6eV
轨道半径的关系：rn
n2r1
r1
0.053nm
5、能级图：
玻尔理论对氢光谱的解释：
（1）
由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化。
（2）
原子从基态跃迁到激发态要吸收能量，而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量。无论是吸收能量还是放出能量于原子发生跃迁这两个能级间的能量差。
分析：氢原子的电子从能量较高的轨道n跃迁到能量较低的轨道2时，
辐射出的光子能量为hEE
n
2
解释。
电子在某处单位体积内出现的概率——电子云
所以hE(
1
112) 2
2n
由于c 即
1
E111(22) hc2n
E1
计算出Rhc
与巴耳末公式比较得知R的值与值符合得很好。
同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线。 说明：n=1对于基态，n=∞对与原子电离 （三）弗兰克—赫兹：
目的：证明原子能量的量子化现象
方法：使加速的电子通过压强很低的汞蒸气，与汞原子发生碰撞，测量
电子与汞原子碰撞中损失的能量，就可以确汞原子获得的能量。
结果：当加速电场的电压达到4.9V或4.9V的整数倍时,A极电流大幅
下降。
附：夫兰克-赫兹玻璃容器充以需测量的气体，本用的是汞。电子由阴级K发出，K与栅极G之间有加速电场，G与接收极A之间有减速电场。当电子在KG空间经过加速、碰撞后，进入KG空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。
（四）玻尔模型的局限性：
玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出态和跃迁概念，解释了
氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以理论为基础。如粒子的观念和轨道。量子化条件的引进没有适当的理论
本文来源：https://www.wddqxz.cn/01c6ab6cf76527d3240c844769eae009581ba215.html
2023-02-23
