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玻尔理论_百度文库
发表日期:2019-05-29 05:13| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:玻尔理论_理化生_高中教育_教育专区。玻尔理论论文 玻尔理论 玻尔简介 尼尔斯。玻尔,丹麦人,1885 年 or 月 7 日生于哥本哈根。其父是哥本哈根大学心理学教 授,外祖父是丹麦很有影响的犹太银里手。玻尔从小遭到优良教育,他坦率耿直、爱沉思,不甚 活跃。 1903

  玻尔理论_理化生_高中教育_教育专区。玻尔理论论文

  玻尔理论 玻尔简介 尼尔斯。玻尔,丹麦人,1885 年 or 月 7 日生于哥本哈根。其父是哥本哈根大学心理学教 授,外祖父是丹麦很有影响的犹太银里手。玻尔从小遭到优良教育,他坦率耿直、爱沉思,不甚 活跃。 1903 年进人哥本哈根大学,主修物理学,兼及数学、天文等。19 的年获科李硕士,1911 年获哲学博士。两篇学术论文都是相关金属电子论的。 1911 年 9 月,他师从汤姆逊研究金属电子论。1912 年拜卢瑟福为师,转而研究原子布局 理论。 卢瑟福对他终身发生了庞大影响。 他在卢瑟福尝试室看到了一个生机勃勃具有国际性 的缔造集体,决心把英国的方式移植到丹麦大学中去。这就是后来的玻尔研究所。 1912 年 7 月底,玻尔回到哥本哈根大学任助理传授,继续研究原子布局理论。 1913 岁首年月升任副传授。28 岁的玻尔颁发了他的成名作《论原子分子布局》并因而荣获 1922 年诺贝尔物理学奖。 1916 年,31 岁的玻尔出任哥本哈根大学为他特设的理论物理学传授。 1921 年 3 月 3 日他建立的哥本哈根大学理论物理研究所(后改称玻尔研究所)正式成立, 该所以他特有的学术气概和对量子力学的精采贡献,很快成为量子物理学的“国际首都”。 对应道理和互补道理是和玻尔的名字紧紧连在一路的,它们是玻尔科学哲学思惟的焦点。 他喜好与人交换合作,随时情愿与任何人就任何问题作轻松自若矫捷多变的会商 ,他任凭灵 感超脱,惯于在扳谈中进行分析思虑,边会商边孕育和完美新的思惟观念。玻尔对人对事最不 抱成见,是一个很随和的人。他随时预备丢弃现成不该时代的观念,去拥抱代表新时代的新思 想;他对典范物理学中的特征,如持续性、决定论和原子发光机制的反思就是如斯。 玻尔有一种庞大的魅力,把世界各地的优良青年物理学家堆积在本人四周。他有很强的 组织能力,为鞭策国际科学合作做出了不朽的贡献,被誉为“科学国际化之父”。 汗青布景 玻尔糊口的年代,是科学发觉屡见不鲜,科学理论飞速成长,但很是混沌和芜杂的期间。 十 九世纪末,典范物理学已日趋完美 ,并且化学研究中以道尔顿原子论和门捷列夫元素周期律 为主体的科学理论,也根基上可以或许注释物质的构成和化学变化。可是,随后一系列发觉却打破 了这种款式。 原子光谱方面: 1885 年,巴尔麦(J。 J。 Balmer)从氢原子可见光区九条谱线中归纳出 一个经验公式,后来其他科学家又发觉碱金属光谱线 年,里德贝格(J。 R。 Rydberg)将巴尔麦公式扩展为更普遍的数学公式,并预期氢原子可能有多个光谱线 年,帕申(L。 F。 Paschen)在红外区发觉了两条氢原子光谱线,初步证明里德贝格公式 的准确性。 物理学方面:上世纪末,玻尔兹曼(L。 Boltzmann)认为黑体辐射能量反比于绝对温度的四 次方,同时维恩(W。 Wien)则发觉跟着温度升高其“最佳”波长向短波挪动。1900 年,瑞利(J。 W。 S。 Rayleign)将两种概念结合考虑测验考试出一个同一公式,但却无法注释可见光区短波 部门。同年,普朗克(M。 Planck)诡计成立与经验相吻合的遍及公式,成果偶尔拼揍出一个与 典范理论相矛盾的量子化公式 E=hγ,极其对劲地注释了黑体辐射。1905 年,爱因斯坦(A。 Einstein)借用量子论,提出光子学说,又对劲地注释了光电效应。从此普朗克公式惹起了科学 界的极大关心。 原子布局方面 :按照道尔顿的概念 ,原子则是不成分的。可是 1878 年 ,克鲁克斯 (W 。 Crookes)发觉低压气体放电管阴极会发射出具有必然能量的粒子流。 1897 年,汤姆逊(J。J。 Thomson)设想了巧妙的荷质比尝试,证明这种粒子与阴极材料无关,定名为“电子”。 随后,人们 又连续发觉了 X 射线和放射性,确信在原子的深处有着某种纪律。 1904 年,汤姆逊想象原子 具有面包式布局,但却注释不了 α 粒子衍射尝试。1911 年,卢瑟福(E。 Rutherford)按照大部 分 α 粒子可以或许穿透金箔和 1 /8000α 粒子反常散射现象,想象原子核心应有一个质量比力集中 的点,随后他又将原子与太阳系进行类比,想象核外电子活动和行星活动一样。然而这一模子 却呈现了新的坚苦,无法注释原子的不变性。玻尔理论以此为布景,应运而生。 玻尔理论 为领会释原子不变布局和原子光谱的纪律, 玻尔提出了关于原子布局的三个假设, 即玻尔 理论: (l)定态假设。原子具有着某些定态,在这些定态中不发射也不接收电磁波。原子定态能量 只能取某些分立的值:E1,E2,E3E4……这些定态能量叫作能级。 处在这些形态的电子只能在一 些分立的轨道上绕核作圆周活动,虽有加快度也不辐射电磁波。 对氢原子,电子做圆周活动的方程: 电子圆周活动的能量: 电子圆周活动的频次: (2)跃迁假设:电子在两个分歧定态间发生跃迁时,要辐射电磁波,其频次由两个定态的 能量差值决定:hv=En’-En 此式与氢原子光谱的里德伯方程比力得 (3)轨道量 据对应道理 轨道量子化 间辐射的频 当 n 很大时, 子化假设: 根 能够推导出 假设。 定态之 率为: 量子过度到 典范,此时,考虑两个相邻能级之间的腾跃,频次为: 它应与典范关系分歧: 由此获得 R 的理论值是: 电子的轨道半径的 电子在这个系统的能力量: 电子的轨道角动量: (此中 n=1,2,3,……。) 这就是角动量量子化前提, 是玻尔提出的新物理思惟, 玻尔理论的准确性被尝试现实所证明。 尝试查验 玻尔理论是在氢原子光谱尝试的根本上成立起来的。 它除了获得氢原子光谱尝试纪律的支撑 之外,良多尝试成果都与之理论相分歧。如通过弗兰克-赫兹尝试测得的氢原子基态电离能、 第一、 第二激发态电离能,在尝试精度内,均与玻尔理论得出的成果相符,所以玻尔理论是准确 的。 汗青意义 玻尔关于原子具有能级的假设, 以及原子不变性和角动量量子化的假设都冲破了典范思惟的 束缚实现了概念上的飞跃, 玻尔获得了成功, 玻尔这一成绩为人们认识微观世界以及近代量 子理论扶植打下了根本。 参考文献 [1]杨福家.原子物理学.上海:上海科技出书社,1985. [2]张国营.原子与原子核物理学.中国矿业大学出书社,2007.

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