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玻爾理論

什么是玻爾理論?在物理中玻爾理論,關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的一種理論 。1913年由玻爾提出 。是在盧瑟福原子模型基礎(chǔ)上加上普朗克的量子概念后建立的 。要點(diǎn)是:(1)原子核外的電子只能在某些規(guī)定的軌道上繞轉(zhuǎn),此時(shí)并不發(fā)光;(2)電子從高能量的軌道跳到低能量的軌道時(shí),原子發(fā)光 。具體來說,玻爾理論包括三條假說1、原子能量的量子化假設(shè):原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中的原子是穩(wěn)定的,電子雖然做加速運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量 。2、原子能級(jí)的躍遷假設(shè):原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí),原子輻射一定頻率的光子,光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定 。3、原子中電子運(yùn)動(dòng)軌道量子化假設(shè):原子的不同能量狀態(tài)對(duì)應(yīng)于電子的不同運(yùn)行軌道 。由于原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的,因此電子運(yùn)動(dòng)的軌道也可能是不連續(xù)的,即電子不能在任意半徑的軌道上運(yùn)動(dòng)1913年英國劍橋大學(xué)的學(xué)生N·Bohr提出了一個(gè)假設(shè),成功地解釋了H原子光譜 。1、基本思想:① 承認(rèn)盧瑟福的原子天文模型② 放棄一些經(jīng)典的電磁輻射理論③把量子的概念用于原子系統(tǒng)中 2、玻爾的三條假設(shè):① 原子系統(tǒng)只能存在于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中(E1、E2、E3···),在這些狀態(tài)中,電子繞核作加速運(yùn)動(dòng)而不輻射能量,這種狀態(tài)稱這為原子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)(定態(tài))②頻率條件:當(dāng)原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí),發(fā)出或吸收單色輻射的頻率滿足:只有當(dāng)原子從一個(gè)較大的能量En的穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到另一較低能量Ek的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),才發(fā)射單色光,其頻率:反之,當(dāng)原子在較低能量En的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),吸收了一個(gè)頻率為n的光子能量就可躍遷到較大能量Em的穩(wěn)定狀態(tài) 。③處于穩(wěn)定態(tài)中,電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量滿足角動(dòng)量量子化條件假設(shè)1 是經(jīng)驗(yàn)性的,它解決了原子的穩(wěn)定性問題;假設(shè)2 是從普朗克量子假設(shè)引申來的,因此是合理的,它能解釋線光譜的起源 。假設(shè)3 表述的角動(dòng)量量子化原先是人為加進(jìn)去的,后來知道它可以從德布羅意假設(shè)得出;結(jié)論:電子軌道是量子化,:能量是量子化的 。玻爾理論的優(yōu)點(diǎn):成功解釋了氫原子光譜不連續(xù)的特點(diǎn),解釋了當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的"紫外災(zāi)難".玻爾理論的局限性這個(gè)理論本身仍是以經(jīng)典理論為基礎(chǔ),且其理論又與經(jīng)典理論相抵觸.它只能解釋氫原子的光譜,在解決其他原子的光譜是就遇到了困難,如把理論用于非氫原子時(shí),理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)不符,且不能求出譜線的強(qiáng)度及相鄰譜先之間的寬度.這些缺陷主要是由于把微觀粒子(電子,原子等)看作是經(jīng)典力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),從而把經(jīng)典力學(xué)規(guī)律強(qiáng)加于微觀粒子上(如軌道概念)而導(dǎo)致的.“玻爾理論”的提出,打破了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面,開創(chuàng)了揭示微觀世界基本特征的前景,為量子理論體系奠定了基礎(chǔ),這是一種了不起的創(chuàng)舉,不愧為愛因斯坦的評(píng)價(jià)--玻爾的電子殼層模型是思想領(lǐng)域中最高的音樂神韻 。玻爾能級(jí)理論的優(yōu)點(diǎn)?


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