原子核物理-第二章
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第二章 原子的能级和辐射一、学习要点:1.氢原子光谱:线状谱、可分为若干线系,常见五个线系(记住名称、顺序)。
广义巴尔末公式)11(~22nm R -=ν、光谱项()2nR n T =、并合原则:)()(~n T m T -=ν 2.玻尔氢原子理论:(1)玻尔三条基本假设的实验基础和内容(记熟)实验基础:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧氢原子光谱爱因斯坦光量子光电效应普朗克能量子黑体辐射-- 三条假设:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=ππνϕϕ2h n P 2h P 3E E h E E 2......E E 1j i ij j i 21的整数倍,即等于—电子的角动量—能轨道下列条件的轨道才是可,只有满足电子在绕原子核运动中、角动量量子化条件:系:射,其频率满足如下关子形式发射单色辐的另一定态时,才以光具有较低能量的定态跃迁到子从具有较高能量、频率条件:只有当原会发生辐射。
电子虽有加速度,也不,相对应,在这些定态下、这些定态各与一定能量定状态,存在一系列不连续的稳、定态假设:原子只能(2)圆轨道理论(会推导):氢原子中假设原子核静止,电子绕核作匀速率圆周运动02200202220A 529,04,Z Z 4≈===e m a n a n e m r e e n πεπε;13714,Z Z 40202≈===c e n c n c e n πεααπευ; ()n hcT n hc R n e m E e n -=-=-=∞22224220Z 2Z )41( πε,n =1.2.3……(3)实验验证:(a )氢原子五个线系的形成)11(Z ~,)4(222232042n m R c h e m R e -==∞∞νπεπ (会推导)非量子化轨道跃迁 )(212n E E mv h -+=∞ν (b )夫-赫实验:装置、.结果及分析;原子的电离电势、激发电势3.类氢离子(+++Li ,He ,正电子偶素.-μ原子等)(1) He +光谱:毕克林系的发现、波数公式、与氢原子巴耳末系的异同等(2)理论处理(会推导):计及原子核的运动,电子和原子核绕共同质心作匀速率圆周运动ee m M m M +⋅=μ, 正负电荷中心之距Z e n r n 22204μπε =. 能量2242202Z )41(n e En μπε-=,里德伯常数变化M m R R e A +=∞11重氢(氘)的发现4.椭圆轨道理论索末菲量子化条件,q q pdq n h n =⎰ 为整数 a n n b n em a n e m E n p e n ϕϕϕπεπε==-==,Z 4,2Z )41(,2220224220 ,n n n ,,3,2,1;,3,2,1 ==ϕn 一定,n E 一定,长半轴一定,有n 个短半轴,有n 个椭圆轨道(状态),即nE 为n 度简并。