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子理论

2019-09-13 00:29

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  展开全部玻尔理论,关于原子结构的一种理论。1913年由玻尔提出。是在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立的。

  玻尔假定,氢原子的核外电子在轨道上运行时具有一定的、不变的能量,不会释放能量,这种状态被称为定态。能量最低的定态叫做基态;能量高于基态的定态叫做激发态。根据经典力学,电子在原子核的正电场里运行,应不断释放能量,最后掉入原子核。如果这样,原子就会毁灭,客观世界也将不复存在。因此,波尔的定态假设为解释原子能够稳定存在所必需。

  这个理论本身仍是以经典理论为基础,且其理论又与经典理论相抵触.它只能解释氢原子以及类氢原子(如锂+离子,等)的光谱,在解决其他原子的光谱时就遇到了困难,如把理论用于其它原子时,理论结果与实验不符,且不能求出谱线的强度及相邻谱线之间的宽度.这些缺陷主要是由于把微观粒子(电子,原子等)看作是经典力学中的质点,从而把经典力学规律强加于微观粒子上(如轨道概念)而导致的。

  “玻尔理论”的提出,打破了经典物理学一统天下的局面,开创了揭示微观世界基本特征的前景,为量子理论体系奠定了基础,这是一种了不起的创举,不愧为爱因斯坦的评价--玻尔的电子壳层模型是思想领域中最高的音乐神韵。

  展开全部N.玻尔首创的第一个将量子概念应用于原子现象的理论。1911年E.卢瑟福提出原子核式模型,这一模型与经典物理理论之间存在着尖锐矛盾,原子将不断辐射能量而不可能稳定存在;原子发射连续谱,而不是实际上的离散谱线。玻尔着眼于原子的稳定性,吸取了M.普朗克、A. 爱因斯坦的量子概念,于1913年考虑氢原子中电子圆形轨道运动,提出原子结构的玻尔理论

  原子只能处于一系列不连续的能量的状态中,在这些状态中原子是稳定的,这些状态叫定态。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应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道的分布也是不连续的,电子在这些可能的轨道上的运动是一种驻波形式的振动。

  原子系统从一个定态过渡到另一个定态,伴随着光辐射量子的发射和吸收。辐射或吸收的光子的能量由这两种定态的能量差来决定,即hν=E初-E末

  电子绕核运动,其轨道半径不是任意的,只有电子在轨道上的角动量满足下列条件的轨道才是可能的:mvr=nh/(2π) (n=1,2,3…) 式中的n是正整数,称为量子数;式中h为普朗克常数,其约值为6.62607755x10的负34次方,单位是J`S。

  当电子在第n条轨道上运动时,原子系统的总能量E叫做第n条轨道的能级,其数值等于电子绕核转动时的动能和电子与原子的电势能的代数和

  由轨道半径的表达式可以看出,量子数n越大,轨道的半径越大,能级越高.n=1时能级最低,这时原子所处的状态称为基态,n=2,3,4,5…时原子所处的状态称为激发态.

  由玻尔理论可知,氢原子中的电子从较高能级(设其量子数为n)向较低能级(设其量子数为m)跃迁时,它向外辐射的光子能量为hν=En-Em=-me^4/(8(ε0)^2h^2)(1/n^2-1/m^2)

  这个数据和实验所得的数据1.0967758*10^7m^(-1)基本一致,因此用玻尔理论能较好的解释氢原子的光谱规律,包括氢原子的各种谱线系.例如: 赖曼系、巴尔末系、帕邢系、布喇开系等的规律。

  但是玻尔理论也有它的局限性。一方面,它在解决核外电子的运动时引入了量子化的观念,但同时又应用了“轨道”等经典概念和有关向心力、牛顿第二定律等牛顿力学的规律,实际上牛顿力学在微观领域是不适用的。因此,除了氢光谱之外,玻尔理论在其他问题上遇到了很大的困难,20世纪20年代诞生了量子力学。在量子力学中,玻尔理论中的电子轨道只不过是电子出现机会最多的地方。量子力学以全新的观念阐明了微观世界的基本规律,在涉及微观运动的各个领域都获得了巨大的成功。

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