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四、光谱的分类
不同的光源有不同的光谱，发出机制也不 尽相同，根据波长的变化情况，大致可分为三 类：
线光谱：波长不连续变化，此种为原子光谱；
带光谱：波长在各区域内连续变化，此为分子光谱；
连续谱：固体的高温辐射。
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• 五、发射光谱和吸收光谱
• 1、发射光谱：待测物质作为光源发出 电磁波逊处
得并不融洽，原因是波尔第一次见面时
就指出了J.J.汤姆逊一篇论文中一些他
认为错误的地方。在1912年春转到了
曼彻斯特大学的卢瑟福实验室工作。在
卢瑟福实验室工作的四个多用里，波尔
收获极大，他对卢瑟福衷心敬重，无论
在为人方面还是在治学方面，卢瑟福都
是他的楷模。
• 1912年9月，波尔到哥本哈根大学担任编外副教授，主 讲热力学的力学基础。1913年，他发表了著名论文《原 子和分子的结构》.1920年9月，在波尔的不懈努力下， 哥本哈根大学终于建成了理论物理研究所，海森堡、克拉 迈尔斯、狄拉克、泡利、赫韦希、朗道等许多杰出的物理
我们引入
1
4 0 h 2 4 2me2
第三节：玻尔模型
一、玻尔假设 1913年，卢瑟福用α粒子
散射实验证实了核的存在，但是电子在核外 如何绕核运动，如何解释原子的线光谱和原 子坍缩问题，经典理论在讨论原子结构时遇 到了难以逾越的障碍。
当时，年仅28岁的玻尔（N.Bohr）来到卢 瑟福实验室，他认定原子结构不能由经典理 论去找答案，正如他自己后来说的："我一 看到巴尔末公式，整个问题对我来说就全部 清楚了。”
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尼尔斯·波尔
波尔1885年10月7日出生于丹麦的哥 本哈根。他父亲是一位生理学教授，思 想开明。
•
1903年，进入了哥本哈根大学自
然科学系，二年级时，参加丹麦皇家科
学协会组织的优秀论文竞赛，获得了卡
尔斯堡基金会的一笔助学金，从而有机
会到英国剑桥大学卡文迪许实验室，跟
随当时最有权威的物理学家J.J﹒汤姆
学家都先后在这里工作过。
• 1922年，波尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做 得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。
•
1924年6月，波尔被英国剑桥大学和曼彻斯特大学授
予科学博士名誉学位，剑桥哲学学会接受他为正式会员，
12月又被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士。
• 1927年初，海森堡、玻恩、约尔丹、薛定谔、狄拉克 等成功地创立了原子内部过程的全新理论-量子力学，波
谱就可以了.光谱是用光谱仪测量的,光谱仪的种
类繁多,基本结构几乎相同,大致由光源、分光器和 记录仪组成.上图是棱镜光谱仪的原理图.
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光谱的观测
光谱发出的光谱线可通过光谱议进行观测和 记录，它既可把λ射线按不同波长展开分析， 记录不同光谱线的波长（λ）和强度（I）。
光源：一切能发出电磁辐射的物体。
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玻尔首先提出量子假设，拿出新的模型，并由此 建立了氢原子理论，从他的理论出发，能准确地导 出巴尔末公式，从纯理论的角度求出里德伯常数 ， 并与实验值吻合的很好。
此外，玻尔理论对类氢离子的光谱也能给出很好 的解释。因此，玻尔理论一举成功，很快为人们 接受。
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• 2、吸收光谱：待测物质吸收掉连续光谱上部分波长 后拍摄。 明亮的背景上的黑线
• 3、同种物质的俩种光谱互补。
• 第二节、氢原子光谱和原子光谱的一般 情况
• 一、氢原子光谱的特点
• 1、线状谱
• 2、有多个光谱线系
• 3、波长差，强度 短波方向递减，直到光谱连续
• 二、氢原子的巴尔末系
• 1、光谱 • 2、经验公式 • 3、波数表示 • 4、氢的其他线系 • 5、氢原子光谱的一般规律
尔对量子力学的创立起了巨大的促进作用。1927年9月， 波尔首次提出了“互补原理”，奠定了哥本哈根学派对量 子力学解释的基础，并从此开始了与爱因斯坦持续多年的 关于量子力学意义的论战。
• 1965年玻尔去世三周年时，哥本哈根大学物理研究所 被命名为尼尔斯·玻尔研究所。1997年IUPAC正式通过将 第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔。
玻尔三条基本假设
1.定态原则：电子绕核作圆周运动时，只在某些 特定的轨道上运动，在这些轨道上运动时，虽然有 加速度,但不向外辐射能量，每一个轨道对应一个定 态，而每一个定态都与一定的能量相对应；
2.跃迁规则：电子并不永远处于一个轨道上，当它 吸收或放出能量时，会在不同轨道间发生跃迁，跃迁 前后的能量差满足频率法则：
核是固定不动的,电子绕核作匀速圆周运动,那么 由牛顿第二定律,电子所受库仑力恰好提供了它作 圆周运动的向心力:
即
1
40
Ze2 r2
m v2 r
r
1
40
Ze2 mv2
L 代入量子化条件 mvr nh / 2#
解得
Vn
nh
2mr
;
rn
4 0 n 2 h 2 4 2mZe2
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二、光 谱
α粒子的大角度散射，肯定了原子核的存 在，但核外电子的分布及运动情况仍然是个 迷，而光谱是原子结构的反映，因此研究原 子光谱是揭示这个迷的必由之路。
电磁波谱
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三、光谱分析
是研究原子内部结构重要手段之一,牛顿早在 1704年说过，若要了解物质内部情况,只要看其光
Atomic Physics 原子物理学
第二章：原子的能级和辐射
结束
第一节：光谱
一、卢瑟福模型的困难
卢瑟福模型把原子看成由带正电的原子核和围 绕核运动的一些电子组成，这个模型成功地解释 了α粒子散射实验中粒子的大角度散射现象
可是当我们准备进入原子内部作进一步的考察 时，却发现已经建立的物理规律无法解释原子的 稳定性，同一性和再生性。
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3.轨道角动量量子化条件：电子处于上述定态时, 角动量L=mvr是量子化的.
根据上述三条基本假设，玻尔建立了他的原子 模型，并成功地解释了氢光谱的实验事实。
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二、电子的运动及轨道半径
玻尔假设电子在特定的轨道上绕核作圆周运动,
设核的电量为Ze(当Z=1时,就是氢原子).如果原子