氫原子光譜爲什麼是線狀光譜?

擎子yeerum


氫原子的線狀光譜,是氫原子內部能量量子化的表現。

原子發光是原子從高能態向低能態躍遷時通過發光子釋放能量的結果。

1)電子和原子核一起繞原子的質心作角速度相同的圓運動;

2)氫原子中的電子可能處在一系列不連續的軌道上作圓周運動;

3)原子的光譜是原子不同軌道之間(也即不同能級之間)的相互躍遷的結果。

玻爾考慮了電子和原子核兩體運動後,電子和核的運動情況是:電子與核都繞它們的質心作同頻率的圓運動.

氫原子在正常狀態時,它的能級最小,電子位於最小的軌道,當原子吸收或放出一定的能量時,電子就會在不同的能級間躍遷,多餘的能量便以光子的形式向外輻射,從而形成氫原子光譜。

原子能級圖——按原子量子數對應能量大小的比例畫出來的,稱之原子的能級圖

圖中縱座標代表能量,每一條橫線代表一個能級,對應於一個電子軌道在其軌道上的能量大小,橫線之間的距離表示能級的間隔,即能差,表示電子在兩個相鄰軌道的能量差。能量越大,發射譜的波長越短;

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氫原子光譜是線狀光譜,根源在於駐波。

氫原子正常情況下只有一個電子,而電子層級己知有7層,每一層對應一個能級。

每個電子層能級,對應一個軌道,電子吸收或釋放特定波長的光子後在不同軌道間躍遷。在釋放光子時,發出特定波長的光,在吸收光子時,吸收了一部分特定波長的光子能量,吸收時光的一部分特定能量、特定波長的光被吸收了,剩下的部分能量光被歸還,只有特定波長的光被吸收才形成暗線,暗線形成的可能性太小,幾乎不可能。

電子向高能級躍迀,必須吸收能量,輸入的光成分各異,吸收形成的暗線很快被補充,而所有外部大於高低能級差的光,擊中低能級軌道電子後,大都會觸發吸收機制,向高能級躍遷,但躍遷後,受原子核吸引,電子又高几率地跑回低能級軌道,釋放的光子均為特定波長,氫原子是氫譜線的製造機器。以上是對玻爾模型的理解。

這裡有兩個問題,一是,電子是如何幾率躍遷而被禁止螺旋移動的?現其機制科學界一直不明,等待發現,對此的態度目前只能是自我安慰,知道就行,與大局關係不大。二是,氫電子軌道為何分能級,沒有中間狀態?對此的解釋是原子的“音樂”。

在氫原子中,電子被困在質子周圍的一定區域,被困在某種類型的極小“盒子”內,是封閉的,電子雲在盒子內,只有與盒子適合的波才可存在,表現為“駐波”,駐波好比吉他的弦,兩端固定,只能發出特定的最低諧音和泛音,駐波的波長只能是諧音的整分數,與電子對應的量子波被限制了,其他波根本不存在。

盒子是帶正電的氫原子核所產生的力造成氫電子被禁固的原因,氫原子光譜只能是線狀光譜。

順便說一句,盒子不是理想圓球體,而是橢球體,一會兒寬,一會兒扁,並且與電子自璇有關,與電場效應有關,氫原子光譜的線狀光譜有定的寬度,可一分為二,為若干條,為塞曼效應、斯塔克效應。


stemmer


你說的是為什麼電子有幾級軌道?,這個沒人知道,估計這個和原子核、電子的大小、特性有關,但是現在沒有理論,這個應該和為什麼宇宙是這樣的?,及物質組成理論,這些沒人知道的,而且也可能永遠也不會知道。


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