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6.4 Quantum Theory of Atom Video 原子的量子理论 视频在线视频

下一节:6.4 随堂讨论

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6.4 Quantum Theory of Atom Video 原子的量子理论 视频课程教案、知识点、字幕

大家好
Hello everyone

这节课我们介绍 原子的量子理论
In this class we introduce the quantum theory of atom

为了了解量子物理学如何描述原子
To understand how quantum physics describes atoms

我们将只考察最简单的原子
We will examine only the simplest atoms

氢原子
hydrogen atom

它是由一个质子和一个电子组成
It is composed of a proton and an electron

我们可以近似认为 质子不动
We can think that the proton is stationary

而电子绕核运动
while the electron moves round the nucleus

想象一个静止且孤立的氢原子
Imagine a stationary and isolated hydrogen atom

我们预期 电子的物质波是某种恒定不变的波
We expect that the material wave of an electron is a constant wave

这种波称为驻波
This wave is called standing wave

虽然振动
Although vibration

但并不沿任何一个方向运动
But it doesn't move in any direction

我们预期
We expect

一个孤立的氢原子中电子的物质场
The material field of an isolated hydrogen atom

会生成这样一个物质波:驻波
Such a material wave will be generated: standing wave

它并不是像一根直线伸展
It doesn't stretch like a straight line

而是由于氢原子的球形
But because the spherical hydrogen atoms

使物质波成为一个圆形的驻波
making matter waves into a circular standing wave

对氢原子的薛定谔方程的详细数学研究
A detailed mathematical study of the Schrodinger equation of hydrogen atom

可以得出 对电子物质场
It can be for electronic material field

所允许的驻波图样的精确预言
accurate prediction of the allowed standing wave pattern

最终发现 有多种允许的图样
Finally found that there are many permitted patterns

这些图样中的每一个都代表氢原子中
Each of these patterns represents the hydrogen atom

电子的一个可能的物质场
a possible material field of electrons

或者说 氢原子的一个量子态
or a quantum state of the hydrogen atom

越暗的地方 波强越大
The darker place is, the stronger the wave i

或者说
or

找到电子的概率越大
The greater the probability of finding electrons

由于氢原子的每一个量子态
Because of each quantum state of the hydrogen atom

都是一个有特定频率的驻波
There is a particular frequency standing wave

因此有一个特定的能量
So there is a specific energy

电子离原子核越远
The farther away the electron is from the nucleus

电磁能越大
The greater the electromagnetic energy

就好像地球上的石头
It's like the stones on the earth

石头越高
The higher the stone

它的重力势能就越大
The greater the gravitational potential energy is

因此 把原子核包得最紧的
So the nucleus is wrapped up most tightly

最小的物质场的能量最低
The lowest material field has the lowest energy

这个量子态 我们把它叫做基态
This quantum state is called ground state

而其它量子态称为激发态
The other quantum states are called excited states

现在 我们可以理解原子光谱
Now we can understand atomic spectrum

以及原子发射辐射过程
and the atomic emission process

原子从高能级向低能级跃迁 这个时候产生辐射
The atom shifts from high energy level to low energy level, which generates radiation at this time

这个过程发射一个光子
This process emits a photon

被发射光子的能量必须等于
The energy of emitted photons must be equal to

量子跃迁中的能量差
Energy difference in quantum transition

也就是说发射光子的能量
That is to say, the energy of photon emission

hf就等于高能级和低能级之间的能量差
hf is equal to the energy difference between high energy level and low energy level

这样 可以求得任一种可能的跃迁中
In this way, any possible transition can be obtained

发射的光子的频率
frequency of emitted photons

这节课就讲到这里 谢谢大家
That's all for today Thank you

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