玻爾理論對氫光譜的解釋 (1)基態(tài)和激發(fā)態(tài) 基態(tài):在正常狀態(tài)下.原子處于最低能級.這時電子在離核最近的軌道上運(yùn)動.這種定態(tài).叫基態(tài). 激發(fā)態(tài):原子處于較高能級時.電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動.這種定態(tài).叫激發(fā)態(tài). (2)原子發(fā)光:原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過程.原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程.是輻射能量的過程.這個能量以光子的形式輻射出去.吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級之差. 說明:氫原子中只有一個核外電子.這個電子在某個時刻只能在某個可能軌道上.或者說在某個時間內(nèi).由某軌道躍遷到另一軌道--可能情況只有一種.可是.通常容器盛有的氫氣.總是千千萬萬個原子在一起.這些原子核外電子躍遷時.就會有各種情況出現(xiàn)了.但是這些躍遷不外乎是能級圖中表示出來的那些情況. (1)夫蘭克-赫茲實驗的歷史背景及意義 1911年.盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗.提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型.1913年.玻爾將普朗克量子假說運(yùn)用到原子核式結(jié)構(gòu)模型.建立了與經(jīng)典理論相違背的兩個重要概念:原子定態(tài)能級和能級躍遷概念.電子在能級之間躍遷時伴隨電磁波的吸收和發(fā)射.電磁波頻率的大小取決于原子所處兩定態(tài)能級間的能量差.隨著英國物理學(xué)家埃萬斯對光譜的研究.玻爾理論被確立.但是任何重要的物理規(guī)律都必須得到至少兩種獨立的實驗方法的驗證.隨后.在1914年.德國科學(xué)家夫蘭克和他的助手赫茲采用電子與稀薄氣體中原子碰撞的方法.簡單而巧妙地直接證實了原子能級的存在.從而為玻爾原子理論提供了有力的證據(jù). 1925年.由于他二人的卓越貢獻(xiàn).他們獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(1926年于德國洛丁根補(bǔ)發(fā)).夫蘭克-赫茲實驗至今仍是探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要手段之一.所以.在近代物理實驗中.仍把它作為傳統(tǒng)的經(jīng)典實驗. (2)夫蘭克-赫茲實驗的理論基礎(chǔ) 根據(jù)玻爾的原子理論.原子只能處于一系列不連續(xù)的穩(wěn)定狀態(tài)之中.其中每一種狀態(tài)相應(yīng)于一定的能量值En(n=1.2.3‥).這些能量值稱為能級.最低能級所對應(yīng)的狀態(tài)稱為基態(tài).其它高能級所對應(yīng)的態(tài)稱為激發(fā)態(tài). 當(dāng)原子從一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)時就會吸收或輻射一定頻率的電磁波.頻率大小決定于原子所處兩定態(tài)能級間的能量差. (h為普朗克恒量) 本實驗中是利用一定能量的電子與原子碰撞交換能量而實現(xiàn).并滿足能量選擇定則: (V為激發(fā)電位) 夫蘭克-赫茲實驗玻璃容器充以需測量的氣體.本實驗用的是汞.電子由陰級K發(fā)出.K與柵極G之間有加速電場.G與接收極A之間有減速電場.當(dāng)電子在KG空間經(jīng)過加速.碰撞后.進(jìn)入KG空間時.能量足以沖過減速電場.就成為電流計的電流. (3)實驗原理 改進(jìn)的夫蘭克-赫茲管的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示.電子由陰極K發(fā)出.陰極K和第一柵極G1之間的加速電壓VG1K及與第二柵極G2之間的加速電壓VG2K使電子加速.在板極A和第二柵極G2之間可設(shè)置減速電壓VG2A. 設(shè)汞原子的基態(tài)能量為E0.第一激發(fā)態(tài)的能量為E1.初速為零的電子在電位差為V的加速電場作用下.獲得能量為eV.具有這種能量的電子與汞原子發(fā)生碰撞.當(dāng)電子能量eV<E1-E0時.電子能量幾乎不損失.如果eV≥E1-E0=ΔE.則汞原子從電子中取得能量ΔE.而由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài).ΔE=eVC.相應(yīng)的電位差VC即為汞原子的第一激發(fā)電位. 在實驗中.逐漸增加VG2K.由電流計讀出板極電流IA.得到如下圖所示的變化曲線: (4)實驗結(jié)論 夫蘭克-赫茲實驗證明了原子被激發(fā)到不同的狀態(tài)時.吸收的能量是不連續(xù)的.進(jìn)而說明原子能量是量子化的. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(6分)下列說法正確的是      (填入正確選項前的字母,選對1個給3分,選對2個給4分,選對3個給6分;每選錯1個扣3分,最低得分為0分)。

A.若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
B.盧瑟福用粒子打擊金箔得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
C.任何原子核在衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒
D.光子除了具有能量外還具有動量
E.玻爾的能級不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點,成功地解釋了原子光譜的實驗規(guī)律,和現(xiàn)代量子理論是一致的

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(6分)下列說法正確的是      (填入正確選項前的字母,選對1個給3分,選對2個給4分,選對3個給6分;每選錯1個扣3分,最低得分為0分)。

A.若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
B.盧瑟福用粒子打擊金箔得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
C.任何原子核在衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒
D.光子除了具有能量外還具有動量
E.玻爾的能級不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點,成功地解釋了原子光譜的實驗規(guī)律,和現(xiàn)代量子理論是一致的

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A.若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
B.盧瑟福用粒子打擊金箔得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
C.任何原子核在衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒
D.光子除了具有能量外還具有動量
E.玻爾的能級不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點,成功地解釋了原子光譜的實驗規(guī)律,和現(xiàn)代量子理論是一致的

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