21光谱---研究原子结构的重要手段

21光谱---研究原子结构的重要手段内容摘要：

2 , 4 ,Rkk核电荷 2ee222112HeR mn 22112 ( / 2 )HevR n里德堡： 宇宙氢谱线 玻尔： He+谱线 HeRR当 m=4 时，n=5,6,7,….. •n〉 4 高的激发态，实验室条件下不易达到。 •n=4,6,8….. 类似氢原子的巴尔末系，但不重合； n=5， 7， 9…..中间的谱线 •类氢离子光谱的正确解释，是玻尔理论被接受的一个关键问题。 71He 1 . 0 9 7 2 2 2 7 1 0 mR 实验值 1m2m2．原子核质量有限带来的修正 O1r2r1r2r CR r两体问题 两质点在相互作用下运动 1 1 2 212mmmmrrR12r r r12m m m121 1 1mm   1 1 1 22 2 1 2mm    r f r rr f r r 0m  Rr f r质心速度不变 m 质心系 2 2 21 1 2 21 1 12 2 2T m m     r r r1 1 1 2 2 2mm         L r r + r r r r 212E V r r质点 1相对 2的运动相当于固定 2后质量为 的质点的运动。 r1r20 1 , 2 , 3 ,nnn Z cr a v nZn  200 24 πae2220022124 πnAZeEnahc R Zn2201 2ee4 πnnnrrm Z m e 242302 1(4 π )111eAeeemRmhcMRmM 711 2 31 1 14 7 2 9 32 3 410 m : 97 373 1H 96 775 8 D 97 074 2 T 97 173 5H e 97 222 7 L i 97 288 0 B e 97 307 0R  Urey发现巴耳末系的双线结构，证实氘的存在，获 1934年 Nobel化学奖 1932年 玻尔理论解释了原子光谱分立性和原子的稳定性 The Nobel Prize in Physics 1922 for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them N. Bohr (18851962) 里德堡原子 当多电子原子的外层一个电子被激发到量子数 n很高激发态上时，它看到内层电子屏蔽后的剩余电荷是 +e，所以可以借助玻尔氢原子理论描述。 这样的原子称里德堡原子。 这样的原子半径很大 ，对 n=250， r250~ 接近细菌大小；其寿命也很长 ， τ正比于 ；但能级间距十分小，如 ，而室温对应的能量为 kBT(=300)= ，所以易受外界电磁场、温度等的影响。  nE实验思想： 电子与原子的碰撞 弹性碰撞 非弹性碰撞： 电子失去一部分或全部动能，转化为原子内部能量，使原子激发或电离。 原子能级是分立的 167。 5．弗兰克－赫兹实验 电子动能损失是分立的 原子内部能量量子化证据 1914年 Franck和 Hertz 电子 — 汞蒸汽原子 碰撞实验，实验直接而独立地证明了原。