当前课程知识点:量子力学(上) > 第一章 量子力学的历史渊源 > 1.2 玻尔的原子结构模型 > 1.2.1 氢原子光谱和弗兰克-赫兹实验
量子力学的第二个历史来源
是玻尔的原子结构模型
人们对于原子结构的认识
最早来自原子的特征光谱
每种原子都有自己的
特征光谱
节日焰火中
五颜六色的色彩
正是利用了这些特征光谱
人们对于氢原子的特征光谱
做了很多实验的研究
这就是人们
测量氢原子特征谱线的时候
所得到的一系列的谱系
象莱曼系 巴尔末系
帕邢系等等
对于这些特征谱线的频率
黎德堡提出了一个
最普适的公式
这说是ν =
R_H c
里边是两项之差
每一项都是整数平方的倒数
这里R_H称之为黎德堡常数
我们发觉
黎德堡公式
是两项之差
其中的一项
具有这个形式
就是ν_n = R_H c 1/n^2
我们就把这每一项
称为一个光谱项
这个公式
有一个很自然的解释
那就是每一个光谱项
对应着氢原子的
一种能量状态
当氢原子
从一种能量状态变到
另外一种能量状态的时候
就产生了它的特征谱线
这样一来
我们就应该认为
氢原子的能量状态
是不连续的变化的
它的可能的值就是
每一个光谱项乘以 h
这个公式称之为
氢原子的能谱
对于原子能量的不连续变化
还有另外一个实验
也可能得到证明
那就是
弗兰克-赫兹实验
他们让一定能量的电子
穿过汞蒸器
然后测量
形成的这个电流的变化
由于在这个过程当中
电子把自己一部分能量
交给了汞原子
造成了电流的变动
而通过这个变动
他们也得出结论
原子的能量
是不连续变化的
对于这样的一个现象
经典理论很难加以解释
首先我们可以
不考虑电子自身的电场
认为电子就是在原子核的
库仑电场中运动
那么
在这种情况下
氢原子的能量
不可能是分立的
也叫离散的
因为它的能量
是由电子的初始条件决定的
而初始条件可以连续的变化
如果我们在考虑到
电子自身还是带电的
电子在原子核周围的运动
是一种加速运动
那么
根据经典电动力学
电荷的加速运动会导致
电荷向外发出电磁辐射
它的能量就会不断地损失
所以
连稳定的氢原子
都不可能存在
-引言
--引言
-1.1 普朗克的光量子假说
-1.2 玻尔的原子结构模型
-1.3 德布罗意的物质波假说
-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业
-2.1波函数
-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业
-2.2 薛定谔方程
-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业
-3.1一维运动问题的一般分析
-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业
-3.2 方势阱
-3.3 δ函数势阱
-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业
-3.4 线性谐振子
-3.5 一维散射问题
-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业
-*3.6 δ势的穿透
-*3.7 周期性势场中的能带结构
--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业
-4.1 算符及其运算
-第四章 力学量用算符表示--第8周作业
-4.2 厄密算符的主要性质
-第四章 力学量用算符表示--第9周作业
-4.3 动量本征函数的归一化
-4.4 角动量算符的本征值和本征态
-第四章 力学量用算符表示--第10周作业
-5.1 量子力学中的守恒量
-5.2 对称性与守恒量
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第11周作业
-5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性
-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业
-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质
-*6.2 球无限深势阱
-第六章 中心力场--第13周作业
-6.3 三维各向同性谐振子
-6.4 氢原子和类氢离子
-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程
-*7.2 朗道能级
-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应