从光子的概念上看,光波是一种概率波.
第十八章:原子结构
▐ 一、原子核式结构模型
1、电子的发现和汤姆生的原子模型:
⑴电子的发现:1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而发现了电子。
电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型:1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、粒子散射实验和原子核结构模型
⑴粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的。
①装置:如下图
②现象:
a.绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。
b.有少数粒子发生较大角度的偏转。
c.有极少数粒子的偏转角超过了90°,有的几乎达到180°,即被反向弹回。
⑵原子的核式结构模型:
由于粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。
如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年,卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径约为10-15m,原子轨道半径约为10-10m。
⑶光谱
①观察光谱的仪器,分光镜
②光谱的分类,产生和特征
发射光谱
连续光谱
产 生
特 征
由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的
由连续分布的,一切波长的光组成
明线光谱
由稀薄气体发光产生的
由不连续的一些亮线组成
吸收光谱
高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的
在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱
③ 光谱分析:
一种元素,在高温下发出一些特点波长的光,在低温下,也吸收这些波长的光,所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线,用来进行光谱分析。
▐ 二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
1885年,巴耳末对当时已知的,在可见光区的14条谱线作了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示:
式中R叫做里德伯常量,这个公式成为巴尔末公式。
除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
氢原子光谱是线状谱,具有分立特征,用经典的电磁理论无法解释。