量子化学基础入门第1页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四19世纪末，数学学放晴的天空飘着几朵乌云——物理学面临严重的危机!宋体幅射光电效应康普顿效应氢原子波谱实验规律
…...第2页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四普朗克量子假说初期的量子理论玻尔的原子量子理论第24章第25章爱因斯坦光子学说第3页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四§24—1普朗克量子假说一、黑体幅射的实验规律)(0-ll=、)(0Te、ll瑞利—金斯公式紫外灾难！维恩公式--ll=352)(0、单色幅射本领瑞利—金斯公式维恩公式第4页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四二、普朗克公式（1900年12月14日——柏林科大学）11252),(0-lp=l-)(0Te、ll奇迹般完全符合实验规律！普朗克恒量sjh.×=-.第5页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四三、普朗克量子假说1、（谐振子）能量状态是量子化的。)1,2,(n
,2
,=eee2、不同型式的幅射，每一小份能量是不同的。n=eh0nµe0§24—3爱因斯坦的光子学说1、‘光子’：一束光，是一束以光速C运动的粒子流，这种粒子称为光子（光量子）。能量的最小单元0称为“能量子”2、光子具有质量、能量、动量。1918年获诺贝尔奖第6页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四n=eh0=ecm20光Þ不同频度的光子，具有不同的能量。光的波粒二象性hl=nh=ce=cc20=cmP光§24—4康普顿效应（1923）一、X射线的散射光子学说挺好地解释了光电效应。1921年获诺贝尔奖。X射线经过金属、石墨等物质，发生波长改变的散射称康普顿效应。2cmh光=n’>n
==lccT第7页，共21页，2023年量子物理基础理论，2月20日，礼拜四二、康普顿散射的实验规律：
1、散射线波长的改变量
=’—
随散射角降低而降低。
2、在同一散射角下相同,与散射物质和入射光波长无关。
3、原子量较小的物质,康普顿散射较强。入射X光散射X光散射角第8页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四三、康普顿效应的理论解释：
1、波动说的困难：问题？散射光频度=粒子作受迫震动频度=入射光频度可见光是这样，X光则不然，难以解释！
2、量子理论的成功：光子与禁锢电子作弹性碰撞时，不改变能量，故不变，不变。解释实验现象（有、’,’>
）
光子与自由电子作弹性碰撞时，要传一部份能量给电子n
==lccT怎么解释实验规律？n=lc
频度为的X射线，是能量为
=h
的光子流第9页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四康普顿散射公式：光子与自由电子弹性碰撞依据能量守恒,动量守恒:演示光子与电子的碰撞康普顿波长''n='''=与实验结果符合得挺好！解释实验规律：，散射物质，原子量(2)康普顿效应给我们哪些启示？思索:(1)观察‘光电效应’时能够看到康普顿效应？1927年获诺贝尔奖第10页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四例：波长为2.0A0
的X射线射到碳块上，因为康普顿散射，频度改变0.04％。求：
(1)该光子的散射角
(2)反冲电子的动能解：（1）解出(2)0.04%第11页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四第25章玻尔的原子量子理论§25—1氢原子波谱的实验规律一、氢原子波谱（传递给我们哪些信息？）二、巴尔末系的里德伯公式（1885）紫外区红外区里德伯恒量R的实验值
第12页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四三、广义的巴尔末公式：（氢原子波谱的其它线系）赖曼系巴尔末系帕邢系布拉开系可见光区紫外区红外区第13页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四§25—2玻尔氢原子量子论一、卢瑟福原子模型（原子的有核模型）严重的问题：原子的稳定性问题？原子分立的线状波谱？)11(-=n广义的巴尔末公式-=n玻尔将广义的巴尔末公式改写为：演示粒子散射演示原子发光第14页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四1、定态假定：原子只能处在一系列不连续的、稳定的能量状态。二、玻尔原子系统的基本假定2、频率跃迁假定：当原子基态跃迁时，才发射（或吸收）光子,3、量子化条件：稳态时电子角动量应等于的整数倍。
)1,2,(n
2Lh=p==-=n其频度为＋－发表‘论原子分子结构’E1,E2,E3……En（定态）hh’h’’15第15页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四§25—3玻尔氢原子理论一、氢原子轨道直径：由量子化条件及牛顿定理：轨道量子化角动量量子化库仑力=向心力玻尔直径速率量子化其他的可能轨道：n=1n=2n=3n=4第16页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四二、氢原子的基态：电子在量子数为n的轨道上运动时，原子系统总能量是：
将rn，Vn代入上式，得：
能级能量其它迸发态：rvm能量是量子化的第17页，共21页，2023年，2月20日量子物理基础理论，礼拜四三、氢原子波谱的理论解释1、里德伯常数的理论值与实验值符合得挺好。理论实验2、解释分立的谱线。3、解释谱线系。
氢原子基态图四、玻尔理论的局限性1、对稍复杂的原子波谱，定性、定量都不能解释。2、对氢原子谱线的硬度、宽度、偏振等问题遇见无法克服的困难。
第18页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四能量守恒式即动量守恒式即1212将消掉得附：康普顿散射公式的推论：第19页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四附：里德伯恒量理论值的估算按照令这是哪些？得而实验值广义的巴尔末公式！符合得挺好！第20页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四作业24—4、1125—7、9第21页，共21页，2023年，2月20日，礼拜四