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e2
E k
2r 由此可得
根据轨道量子化条件可得:
v n
h
2 mr,n=1,2
e2ke24 2m2r2
r kr 2
mmvn2h2 因,便有
得量子化轨道半径为:
n2h2
rn
4 2kme2,n=1,2
式中已将r改记为rn对应的量子化能量可表述为:
2 2mk2e4
En
n2h2,n=1,2
h2r1
4 2kme2 n=1对应基态,基态轨道半径为
11
r 5.29 10m=0.529A 1计算可得:
r1也称为氢原子的玻尔半径
2 2mk2e4E1
h2基态能量为
计算可得: E1= 13.6eV。
对激发态,有:
E1
n2,n=1,2
n越大,rn越大,En也越大,电子离核无穷远时,对应E 0,因此氢原子的电离能为:
rn n2r1,En
E电离 E E1 E1 13.6eV
电子从高能态En跃迁到低能态Em辐射光子的能量为:
hv En Em
光子频率为
因此氢原子光谱中离散的谱线波长可表述为:
v
En EmE111
(2 2)hhnm,n m
chc1 () 1
rE1n2 m2,n m
试求氢原子中的电子从第n轨道迁跃到n-1第轨道时辐射的光波频率,进而证明当n很大时这一频率近似等于电子在第n轨道上的转动频率。
辐射的光波频率即为辐射的光子频率 ,应有
1
(En En 1)h
2 2mk2e4
En
n2h2将
代入可得