DOC《十九、近代物理》

1、r1为离核最近的第一条轨道(即n=1)的氢原子能量和轨道半径.即:E1=-13.6ev, r1=0.53*10-10m(以电子距原子核无穷远时电势能为零计算) ②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级.按能量的大小用图开像的表示出来即能级图. 其中n=1的定态称为基态.n=2以上的定态,称为激发态. ③玻尔理论的局限性.由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律.但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难. 例题: 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子.停止照射后,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为ν

1、ν

2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为:①hν1;

②hν3;

③h(ν1+ν2);

④h(ν1+ν2+ν3) 以上表示式中 A.只有①③正确 B.只有②正确 C.只有②③正确 D.只有④正确 解析:该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,说明这时氢原子处于第三能级.根据玻尔理论应该有hν3=E3- E1,hν1=E3- E2,hν2=E2- E1,可见hν3= hν1+ hν2= h(ν1+ν2),所以照射光子能量可以表示为②或③,答案选C. 例题:氢原子处于基态时能量为,电子的质量为m,电量为-,试回答下列问题: (1)用氢原子从的能量状态跃迁到的能量状态时所辐射的光去照射逸出功是的Cs金属,能否发生光电效应? (2)氢原子处于时,核外电子速度多大? (3)氢原子吸收波长为的紫外线而电离,使电子从基态飞到离核无限远处,设原子核静止,则电子飞到离核无限远处后,还具有多大的动能? 解析:(1)氢原子从跃迁到能量状态放出能量 能发生光电效应 (2) 而库仑力为向心力,即(3)根据能量守恒,光子的能量一部分用于使氢原子电离,余下的为飞出后电子的动能,即:

4、光谱和光谱分析 ⑴炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱. ⑵稀薄气体发光形成线状谱(又叫明线光谱、原子光谱). 根据玻尔理论,不同原子的结构不同,能级不同,可能辐射的光子就有不同的波长.所以每种原子都有自己特定的线状谱,因此这些谱线也叫元素的特征谱线. 根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成,这种方法叫做光谱分析.这种方法的优点是非常灵敏而且迅速.只要某种元素在物质中的含量达到10-10g,就可以从光谱中发现它的特征谱线.

5、氢原子中的电子云 对于宏观质点,只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况,就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道,算出它在以后任意时刻的位置和速度. 对电子等微观粒子,牛顿定律已不再适用,因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置.玻尔理论中说的 电子轨道 实际上也是没有意义的.更加彻底的量子理论认为,我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小.在不同的能量状态下,电子在各个位置出现的概率是不同的.如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率,画出图来,就像一片云雾一样,可以形象地称之为电子云.

6、激光的特性及其应用 普通光源(如白炽灯)发光时,灯丝中的每个原子在什么时候发光,原子在哪两个能级间跃迁,发出的光向哪个方向传播,都是不确定的. 激光是同种原子在同样的两个能级间发生跃迁生成的,其特性是:⑴是相干光.(由于是相干光,所以和无线电波一样可以调制,因此可以用来传递信息.光纤通信就是激光和光导纤维结合的产物.)⑵平行度好.(传播很远距离之后仍能保持一定强度,因此可以用来精确测距.激光雷达不仅能测距,还能根据多普勒效应测出目标的速度,对目标进行跟踪.还能用于在VCD或计算机光盘上读写数据.)⑶亮度高.能在极小的空间和极短的时间内集中很大的能量.(可以用来切割各种物质,焊接金属,在硬材料上打孔,利用激光作为手术刀切开皮肤做手术,焊接视网膜.利用激光产生的高温高压引起核聚变.)