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原子物理

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原子物理

一、波尔理论

1.定态能级(能级量子化)

定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,电子虽绕核运动但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。

基态:原子处于最低能级,电子在离核最近的轨道上运动,这种定态叫基态。激发态:原子处于较高能级,电子离核较远的轨道上运动。2.能级跃迁

原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子。即hν=Em−En,若吸收其他形式的能量则Ek>Em−En处于高能级的原子仅放出光子才能跃迁到低能级。3.动量矩量子化二、氢原子能级1.第n级能量

mvnrn=n⋅

E1n2

2

h2πE1=−13.6eVr1=0.53A

En=

rn=nr1

2.能级差

①原子发光是能级的跃迁

②原子辐射光的频率或波长所满足的条件:ν=

∆Ecch或λ==hν∆Ev21ke21ke22n③氢原子中电子的动能:m=2⇒Ekn=m⋅vn=,Epn=2(E1−)

rn22rnn2rn三、核反应

1.核反应包括:衰变、裂变、聚变、人工转变2.核反应过程中核子、核电荷平衡

3.核反应释放或所需能量(质量亏损):∆E=∆mct1T4.半衰期与剩余粒子数的关系:At=A0()2

2

参考例题

用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为△n=1,13.22eV<E<13.32eV

2C2=1

解析:C3=3

2C4=6

2

∆n=2

⇒E4−E1∆H=5

C52=10C62=15

∆n=1

⇒E6−E1∆H=5

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