第十四講 微觀世界的規(guī)律與方法

1、第1頁共23頁第十四講微觀世界的規(guī)律與方法一、知識點擊一、知識點擊1原子結(jié)構(gòu)模型⑴玻爾模型理論：①定態(tài)假設(shè)：原子中的電子繞核作圓周運動，并不向外輻射能量，其軌道半徑只能取一系列不連續(xù)值，對應(yīng)的原子處于穩(wěn)定的能量狀態(tài)。②躍遷假設(shè)：電子從一個定態(tài)軌道（設(shè)對應(yīng)的原子定態(tài)能量為En2）躍遷到另一定態(tài)軌道（設(shè)定態(tài)能量為En1）上時，會輻射或吸收一定頻率的光子，能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即。21nnhEE???③角動量量子化假設(shè)：電子繞核運動，

2、其軌道半徑不是任意的，只有電子的軌道角動量（軌道半徑r和電子動量的乘積）滿足下列條件的軌道才m?是允許的n=1，2，3，…2hmrn???⑵氫原子的能級公式為，其中。412222018nmeEEhnn????4122013.68meEeVh?????2物質(zhì)的二象性不確定關(guān)系1924年，德布羅意從光的波粒二象性推斷實物粒子，如電子、質(zhì)子等也具有波動性，即實物粒子也具有二象性同實物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波，其波長。hhpm????量子理

3、論的發(fā)展揭示出要同時測出微觀物體的位置和動量，其精密度是有一定限制的這個限制來源于物質(zhì)的二象性海森伯從量子理論推理，測量一個微粒的位置時，如果不確定范圍是，那么同時測得其動量也有一x?個不確定范圍，與的關(guān)系為，此式稱為海森伯不p?x?p?42hpx??????確定關(guān)系，其中h為普朗克常數(shù)第3頁共23頁其余所有的粒子按它們之間的相互作用可分為兩類：強子：參與強相互作用的粒子，強子又分為重子（核子、超子）和介子兩類，質(zhì)子（為核子）是最早發(fā)現(xiàn)

4、的強子，強子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)輕子：不參與強相互作用的粒子，電子是最早發(fā)現(xiàn)的輕子，實驗表明，輕子是點粒子，迄今尚未發(fā)現(xiàn)它有任何結(jié)構(gòu)每一種基本粒子都有自己的反粒子，正反粒子相遇時，會發(fā)生湮滅現(xiàn)象，如即電子與正電子相遇時，會湮滅產(chǎn)生兩個光子19631964年間，蓋爾曼提出了夸克模型19651966年，我國的一批理論物理學(xué)家提出了與此類似的“層子”模型現(xiàn)在，這兩種名稱（夸克和層子）常常并提，下面我們還用夸克這一名稱有六種不同的夸克，分別是上夸克（u

5、）、下夸克（d)、奇異夸克（s)、桀夸克（c)、底夸克（b)和頂夸克（t)?？淇四Ｐ驼J(rèn)為所有的重子都是由三種夸克組成，所有反重子都是由三種反夸克組成，所有介子都是由一種夸克和一種反夸克組成但是，單獨的夸克至今未曾測到，這還有待于人們進一步去探索二、方法演練二、方法演練類型一、利用玻爾的三個量子化假設(shè)來求解類氫離子和類氫原子的問題。類型一、利用玻爾的三個量子化假設(shè)來求解類氫離子和類氫原子的問題。例1原子核俘獲一個子（子質(zhì)量是電子質(zhì)量的20

6、7倍，電荷與電子相1??1??同）形成原子，應(yīng)用玻爾理論于原子。假設(shè)原子核靜止。試求：??（1）子的第一軌道半徑。已知原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，氫原子的第一玻爾1??軌道半徑。1000.52910am???（2）電離能。（3）從第二軌道到第一軌道躍遷時所放射的光子的波長。（4）設(shè)原子核的質(zhì)量數(shù)A=2Z（即中子數(shù)N等于質(zhì)子數(shù)Z），問當(dāng)A大于什么值時，子軌道將進人原子核內(nèi)。已知原子核半徑的公式為1??。13151.210RAm???分析和解：分析