α粒子散射的實(shí)驗(yàn)使我們知道原子具有核式結(jié)構(gòu),原子的中心有一個(gè)帶正電的原子核,它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量,而電子則在核外廣闊的空間繞核旋轉(zhuǎn)。但電子在核的周圍怎樣運(yùn)動(dòng)?它的能量怎樣變化?這些還要通過(guò)其他事實(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)。
光譜
1、定義:含有多種顏色的光被分解后,各種單色光按波長(zhǎng)大小依次排列的圖案。
2、分類
(1)連續(xù)譜:連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種顏色光的光譜叫做連續(xù)光譜。
(2)線狀譜:只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜。
線狀譜的特點(diǎn):不連續(xù),只是些亮線組成;不同色,每種顏色對(duì)應(yīng)著一種波長(zhǎng);不等距,相鄰兩種光的波長(zhǎng)間距不相同。
3、光譜分析:每種原子都有自己特定的線狀譜。不同的原子,其原子光譜不同——原子的“指紋”,因此可以根據(jù)光譜來(lái)鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成,這種方法叫做光譜分析。
氫原子光譜
氫原子是最簡(jiǎn)單的原子,其光譜也最簡(jiǎn)單。
氫原子光譜
1885年,巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的,在可以見光區(qū)的四條譜線做了分析,發(fā)現(xiàn)上圖的這些譜線可以用一個(gè)公式來(lái)表示,這個(gè)公式被稱為巴耳末式,公式如下:
巴耳末式
其中R叫做里德伯常量,,λ為波長(zhǎng),n為大于等于3的正整數(shù)。
經(jīng)典理論的困難
核外電子繞核運(yùn)動(dòng),會(huì)向外輻射電磁波,導(dǎo)致電子能量減少,電子軌道半徑會(huì)連續(xù)變小,最后電子會(huì)一頭栽到原子核上,所以原子應(yīng)該是不穩(wěn)定的。由于電子能量減少是連續(xù)變化的,輻射出的電磁波頻率應(yīng)該也是連續(xù)變化的,即原子的光譜應(yīng)該是連續(xù)譜。但事實(shí)告訴我們,原子是穩(wěn)定的,原子光譜是線狀譜。
1、無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性。
2、無(wú)法解釋原子光譜的分立性。
這些問(wèn)題無(wú)法用經(jīng)典理論解釋,引入新觀念是必要的,這就是下一節(jié)“玻爾的原子模型”的內(nèi)容了。