当前位置：网站首页>原子的核型结构及氢原子的波尔理论

原子的核型结构及氢原子的波尔理论

2022-08-09 14:52:00 【Chandler_river】

原子的质量与大小
- 质量
  - 阿伏伽德罗常数
- 大小
  - 估算方法
    - 晶体的密度与组成它原子的质量
    - 气体分子动理论
      - 平均自由程 $\lambda =\frac{1}{4\sqrt{2}N\pi r^2}$
    - 范德瓦尔斯方程
      - $(P+\frac{a}{V^2})(V-b)=RT$
      - b在理论上式分子体积的4倍
原子的核式结构
- 阿尔法粒子的散射实验
- 卢瑟福散射公式
  - 库伦散射公式 $b=\frac{1}{4\pi \varepsilon _0}\frac{Ze^2}{E_\alpha }cot\frac{\theta}{2}$
    - b表示瞄准距离
    - θ表示散射角
  - 卢瑟福散射公式
    - 被散射到θ方向单位立体角内的α粒子数为
      - $\frac{dN}{d\Omega }=\frac{ntNd\sigma }{d\Omega}=(\frac{1}{4\pi \varepsilon _0})^2(\frac{Z_e^2}{2E_\alpha})^2\frac{1}{sin^{4}\frac{\theta}{2}}ntN$
  - 原子核半径的估算
    - 上限10^-15 ~ 10^-14
氢原子波尔理论
- 结构上的困难：原子的不稳定性
- 黑体辐射
  - 平衡热辐射
    - 一般来说
      - 不同物体在某一频率范围内发射和吸收电磁辐射的能力是不同的
      - 同一物体在某频率范围内发射电磁辐射的能力越强，那么它吸收该频率范围内的电磁辐射的能力越强
  - 黑体
    - 完全吸收投射到它的全部外来辐射
      - 任意不透明材料制成的空腔上的小孔，小孔口表面就可近似看作黑体。
      - 当这一空腔处于一恒定温度时，也有电磁辐射从小孔放出，这种辐射被称为黑体辐射
  - 黑体辐射的实验规律
    - 斯忒藩-玻尔兹曼定律（实验得出+热力学理论）
    - 维恩公式（热力学+一定假设）和维恩位移定律
    - 瑞利-金斯公式与紫外灾难
    - 普朗克能量子假说与黑体辐射公式
- 光电效应
  - 光电效应实验
  - 爱因斯坦光量子假说
- 氢原子光谱的规律
  - 光谱
    - 光谱仪
    - 光谱的类别
      - 线状光谱
      - 带状光谱
      - 连续光谱
    - 发射谱与吸收谱
  - 氢原子光谱的实验结果
    - 巴尔末经验公式
      - 计算氢原子在可见光区域的光谱线的波数
    - 里德伯方程
- 氢原子的波尔理论
  - 基本假设
    - 经典轨道加定态假设
      - 氢原子中的一个电子绕原子核做圆周运动：电子只能处于一些特殊的分立的轨道上，它只有在这些轨道上绕核转动时不产生电磁辐射。
    - 角动量量子化假设
      - 只有当电子的轨道角动量等于普朗克常数的整数倍的那些轨道才是稳定的可能轨道
    - 频率条件
      - 当电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道时，会以电磁波的形式放出能量为hv的光子
  - 一些修正
    - 折合质量
  - 弗兰克赫兹实验
- 类氢离子光谱
  - 类氢离子
    - 原子核外只有一个电子的原子体系但原子核带电量大于一个单位的正电荷