1. 波爾理論
一、1922年,波爾因對研究原子的結構和原子的輻射所做得重大貢獻而獲得諾貝爾物理學獎。二、1927年初,海森堡、玻恩、約爾丹、薛定諤、狄拉克等成功地創(chuàng)立了原子內部過程的全新理論量子力學,波爾對量子力學的創(chuàng)立起了巨大的促進作用。三、1943年波爾被任命為英國的顧問與查德威克等一批英國原子物理學家遠涉重洋去了美國,參加了制造原子彈的曼哈頓計劃。波爾由于擔心德國率先造出原子彈,給世界造成更大的威脅,所以也和愛因斯坦一樣,以科學顧問的身分積極推動了原子彈的研制工作。
2. 波爾理論很好的解釋了氫原子光譜
波爾的解釋是一種對氫原子光譜的半經典解釋,結合了經典的牛頓力學和“量子化”的思想,對于后來的量子力學有很大的啟發(fā)。由于當時量子力學還處于萌芽時期,沒有完備的量子力學觀點和解釋,實際上連理論都不完備。所以波爾的解釋是對氫原子光譜的一種近似解釋,當然在當時已經很了不起了,而且對氫原子的光譜做出了很好的解釋和預測。
但是這只是波爾的理論只對單個電子的氫原子有很好的結果,對于電子數(shù)多于一個的其他原子的光譜就存在很大的誤差,甚至完全不準確了。
3. 波爾理論很好的解釋了多電子原子的光譜
波爾理論的軌道半徑量子化理論可以解釋氦原子光譜的
4. 波爾理論的優(yōu)缺點
? ? ? ?玻爾理論的基礎是普朗克的量子論和愛因斯坦的光子學說。
? ? ? ? 玻爾理論不但回答了氫原子穩(wěn)定存在的原因,而且還成功地解釋了氫原子和類氫原 子的光譜現(xiàn)象。氫原子在正常狀態(tài)時,核外電子處于能量最低的基態(tài),在該狀態(tài)下運動的 電子既不吸收能量,也不放出能量,電子的能量不會減少,因而不會落到原子核上,原子不 會毀滅。當氫原子從外界獲得能量時,電子就會躍遷到能盤較高的激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)的 電子不穩(wěn)定,就會自發(fā)地躍遷回能量較低的軌道,同時將能量以光的形式發(fā)射出來。由于 兩個軌道即兩個能級間的能量差是確定的,且軌道的能量是不連續(xù)的,所以發(fā)射出光的頻 率有確定值,而且是不連續(xù)的,因此得到的氫原子光譜是線狀光譜。
5. 玻爾理論內容
原子能量的量子化假設、原子能級的躍遷假設、原子中電子運動軌道量子化假設。
6. 波爾理論主要內容
尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾,丹麥物理學家,哥本哈根大學碩士/博士,丹麥皇家科學院院士,曾獲丹麥皇家科學文學院金質獎章,英國曼徹斯特大學和劍橋大學名譽博士學位,1922年獲得諾貝爾物理學獎。
玻爾通過引入量子化條件,提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜;提出互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學,他還是哥本哈根學派的創(chuàng)始人,對二十世紀物理學的發(fā)展有深遠的影響。
玻爾的核心理論是他提出的原子模型。
玻爾于1913年在原子結構問題上邁出了革命性的一步,提出了定態(tài)假設和頻率法則,從而奠定了這一研究方向的基礎。玻爾指出:
①在原子系統(tǒng)的設想的狀態(tài)中存在著所謂的"穩(wěn)定態(tài)"。在這些狀態(tài)中,粒子的運動雖然在很大程度上遵守經典力學規(guī)律,但這些狀態(tài)穩(wěn)定性不能用經典力學來解釋,原子系統(tǒng)的每個變化只能從一個穩(wěn)定態(tài)完全躍遷到另一個穩(wěn)定態(tài)。
②與電磁理論相反,穩(wěn)定原子不會發(fā)生電磁輻射,只有在兩個定態(tài)之間躍遷才會產生電磁輻射。輻射的特性相當于以恒定頻率作諧振動的帶電粒子按經典規(guī)律產生的輻射,但頻率u與原子的運動并不是單一關系,而是由下面的關系來決定 h = E'-E"。這就是玻爾原子模型。
7. 玻爾理論的局限性包括
氫原子的玻爾模型,成功之處有:引入了量子化觀點---氫原子能量的不連續(xù)、電子軌道的不連續(xù)。 不成功之處有:過多保留經典理論---牛頓運動定律、圓周運動、軌道。 注:實際上,氫原子中的電子是沒有軌道的,只有電子云,沒有電子軌道,而玻爾把電子出現(xiàn)概率較大的地方作為“軌道”。
8. 波爾理論的地位與不足
能級的概念 由波爾的理論發(fā)展而來的現(xiàn)代量子物理學認為原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的,因此各狀態(tài)對應能量也是不連續(xù)的。這些能量值就是能級。
由玻爾的理論發(fā)展而來的現(xiàn)代量子物理學認為原子核外電子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的,因此各狀態(tài)對應能量也是不連續(xù)的。這些能量值就是能級。能級是用來表達在一定能層上(K、L、M、N、O、P、Q)而又具有一定形狀的電子云的電子。
9. 波爾理論的三個基本假設分別是什么?請簡要說明它們
1、定態(tài)假設。原子只能處于一系列不連續(xù)的能量的狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,這些狀態(tài)叫定態(tài)。原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應,原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的,電子在這些可能的軌道上的運動是一種駐波形式的振動。
2、躍遷假設。原子系統(tǒng)從一個定態(tài)過渡到另一個定態(tài),伴隨著光輻射量子的發(fā)射和吸收。輻射或吸收的光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差來決定,即hν=|E初-E末|。
3、軌道量子化。電子繞核運動,其軌道半徑不是任意的,只有電子在軌道上的角動量滿足下列條件的軌道才是可能的:mvr=nh/(2π) (n=1,2,3…)式中的n是正整數(shù),稱為量子數(shù);式中h為普朗克常數(shù),其約值為6.62607755x10的負34次方,單位是J`S。