量子化學基礎入門第1頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四19世紀末，數學學放晴的天空飄著幾朵烏云——物理學面臨嚴重的危機!宋體幅射光電效應康普頓效應氫原子波譜實驗規律
…...第2頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四普朗克量子假說初期的量子理論玻爾的原子量子理論第24章第25章愛因斯坦光子學說第3頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四§24—1普朗克量子假說一、黑體幅射的實驗規律)(0-ll=、)(0Te、ll瑞利—金斯公式紫外災難！維恩公式--ll=352)(0、單色幅射本領瑞利—金斯公式維恩公式第4頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四二、普朗克公式（1900年12月14日——柏林科大學）11252),(0-lp=l-)(0Te、ll奇跡般完全符合實驗規律！普朗克恒量sjh.×=-.第5頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四三、普朗克量子假說1、（諧振子）能量狀態是量子化的。)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愛因斯坦的光子學說1、‘光子’：一束光，是一束以光速C運動的粒子流，這種粒子稱為光子（光量子）。能量的最小單元0稱為“能量子”2、光子具有質量、能量、動量。1918年獲諾貝爾獎第6頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四n=eh0=ecm20光T不同頻度的光子，具有不同的能量。光的波粒二象性hl=nh=ce=cc20=cmP光§24—4康普頓效應（1923）一、X射線的散射光子學說挺好地解釋了光電效應。1921年獲諾貝爾獎。X射線經過金屬、石墨等物質，發生波長改變的散射稱康普頓效應。2cmh光=n’>n
==lccT第7頁，共21頁，2023年量子物理基礎理論，2月20日，禮拜四二、康普頓散射的實驗規律：
1、散射線波長的改變量
=’—
隨散射角降低而降低。
2、在同一散射角下相同,與散射物質和入射光波長無關。
3、原子量較小的物質,康普頓散射較強。入射X光散射X光散射角第8頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四三、康普頓效應的理論解釋：
1、波動說的困難：問題？散射光頻度=粒子作受迫震動頻度=入射光頻度可見光是這樣，X光則不然，難以解釋！
2、量子理論的成功：光子與禁錮電子作彈性碰撞時，不改變能量，故不變，不變。解釋實驗現象（有、’,’>
）
光子與自由電子作彈性碰撞時，要傳一部份能量給電子n
==lccT怎么解釋實驗規律？n=lc
頻度為的X射線，是能量為
=h
的光子流第9頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四康普頓散射公式：光子與自由電子彈性碰撞依據能量守恒,動量守恒:演示光子與電子的碰撞康普頓波長''n='''=與實驗結果符合得挺好！解釋實驗規律：，散射物質，原子量(2)康普頓效應給我們哪些啟示？思索:(1)觀察‘光電效應’時能夠看到康普頓效應？1927年獲諾貝爾獎第10頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四例：波長為2.0A0
的X射線射到碳塊上，因為康普頓散射，頻度改變0.04％。求：
(1)該光子的散射角
(2)反沖電子的動能解：（1）解出(2)0.04%第11頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四第25章玻爾的原子量子理論§25—1氫原子波譜的實驗規律一、氫原子波譜（傳遞給我們哪些信息？）二、巴爾末系的里德伯公式（1885）紫外區紅外區里德伯恒量R的實驗值
第12頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四三、廣義的巴爾末公式：（氫原子波譜的其它線系）賴曼系巴爾末系帕邢系布拉開系可見光區紫外區紅外區第13頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四§25—2玻爾氫原子量子論一、盧瑟福原子模型（原子的有核模型）嚴重的問題：原子的穩定性問題？原子分立的線狀波譜？)11(-=n廣義的巴爾末公式-=n玻爾將廣義的巴爾末公式改寫為：演示粒子散射演示原子發光第14頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四1、定態假定：原子只能處在一系列不連續的、穩定的能量狀態。二、玻爾原子系統的基本假定2、頻率躍遷假定：當原子基態躍遷時，才發射（或吸收）光子,3、量子化條件：穩態時電子角動量應等于的整數倍。
)1,2,(n
2Lh=p==-=n其頻度為＋－發表‘論原子分子結構’E1,E2,E3……En（定態）hh’h’’15第15頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四§25—3玻爾氫原子理論一、氫原子軌道直徑：由量子化條件及牛頓定理：軌道量子化角動量量子化庫侖力=向心力玻爾直徑速率量子化其他的可能軌道：n=1n=2n=3n=4第16頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四二、氫原子的基態：電子在量子數為n的軌道上運動時，原子系統總能量是：
將rn，Vn代入上式，得：
能級能量其它迸發態：rvm能量是量子化的第17頁，共21頁，2023年，2月20日量子物理基礎理論，禮拜四三、氫原子波譜的理論解釋1、里德伯常數的理論值與實驗值符合得挺好。理論實驗2、解釋分立的譜線。3、解釋譜線系。
氫原子基態圖四、玻爾理論的局限性1、對稍復雜的原子波譜，定性、定量都不能解釋。2、對氫原子譜線的硬度、寬度、偏振等問題遇見無法克服的困難。
第18頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四能量守恒式即動量守恒式即1212將消掉得附：康普頓散射公式的推論：第19頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四附：里德伯恒量理論值的估算按照令這是哪些？得而實驗值廣義的巴爾末公式！符合得挺好！第20頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四作業24—4、1125—7、9第21頁，共21頁，2023年，2月20日，禮拜四