玻尔

玻尔的主要贡献?尼尔斯·玻尔的主要成就

kszqyz kszqyz 发表于2022-11-01 06:17:21 浏览318 评论0

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玻尔的主要贡献

摘要您好,简单来说,玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

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玻尔的主要贡献?

您好,简单来说,玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

答案是什么

他提出了原子辐射理论和玻尔原子模型。

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简短的就是他提出了原子辐射理论和玻尔原子模型。

波尔发明了什么

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玻尔发明了波尔模型。

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尼尔斯·玻尔的主要成就

原子辐射理论
1922年,玻尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。为此,整个丹麦都沉浸在喜悦之中,举国上下都为之庆贺,玻尔成了最著名的丹麦公民。为了支持正义与和平,玻尔将自己的诺贝尔金质奖章捐给了芬兰战争。后来,人们又为他募集黄金重铸了一枚,永远陈列在丹麦博物馆里。
1924年6月,玻尔被英国剑桥大学和曼彻斯特大学授予科学博士名誉学位,剑桥哲学学会接受他为正式会员,12月又被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士。
1927年初,海森堡、玻恩、约尔丹、薛定谔、狄拉克等成功地创立了原子内部过程的全新理论量子力学,玻尔对量子力学的创立起了巨大的促进作用。 1927年9月,玻尔首次提出了互补原理,奠定了哥本哈根学派对量子力学解释的基础,并从此开始了与爱因斯坦持续多年的关于量子力学意义的论战。爱因斯坦提出一个又一个的想像实验,力求证明新理论的矛盾和错误,但玻尔每次都巧妙地反驳了爱因斯坦的反对意见。这场长期的论战从许多方面促进了玻尔观点的完善,使他在以后对互补原理的研究中,不仅运用到物理学,而且运用到其他学科。
1933年,希特勒夺取了政权,德国成了法西斯国家,这对于丹麦来说是一个危险的邻邦。玻尔不是一个对什么都不关心的人,他既关心政治时事、国家生活,也关心国际事件。他对当时法西斯政权实行的种族迫害和政治迫害深感忧愁和愤怒,积极创立和参加了丹麦救援移民委员会,对从德国逃难到哥本哈根的科学家及其他难民,给予了尽力的支持相帮助。
1940年4月,德国侵占了丹麦,丹麦政府宣布投降。美国、英国等许多国家的大学打电报给玻尔,邀请玻尔全家到他们那里去避难和工作。玻尔非常不安,友好的关心和对自己命运的焦虑打动着他的心。但是,这一切都没能动摇他留在自己的岗位哥本哈根理论物理研究所的决心。
玻尔相信,这一切都是暂时的,不久都会过去。因此,不应该陷入苦闷,要坚持下去继续工作,抵抗侵略者,为共同的斗争做出贡献。在以后的一段时间里,玻尔日见消瘦,然而他却勇敢地和毫不妥协地坚持着。玻尔不隐瞒自己的好恶爱憎,拒绝与侵略者合作并不与支持侵略者的人来往。
1943年9月,希特勒政权准备逮捕玻尔,为了避免遭到迫害,玻尔在反抗运动参加者的帮助下冒着极大的危险逃到了瑞典。在瑞典,他帮助安排了几乎所有的丹麦籍犹太人逃出了希特勒毒气室的虎口。过了不久,林德曼来电报邀请玻尔到英国工作,玻尔在乘坐一架小型飞机飞往英国的途中几乎因缺氧而丧生。在英国待了两个月后,根据美国总统罗斯福和英国首相丘吉尔签署的魁北克协议,美国和英国物理学家应密切合作共同工作。于是玻尔被任命为英国的顾问与查德威克等一批英国原子物理学家远涉重洋去了美国,参加了制造原子弹的曼哈顿计划。玻尔由于担心德国率先造出原子弹,给世界造成更大的威胁,所以也和爱因斯坦一样,以科学顾问的身分积极推动了原子弹的研制工作。
但他坚决反对在对日战争中使用原子弹,也坚决反对在今后的战争中使用原子弹,始终坚持和平利用原子能的观点。他积极与美国和英国的国务活动家取得联系,参加了禁止核实验,争取和平、民主和各民族团结的斗争。对于原子弹给日本造成的巨大损失,他感到非常内疚,并为此发表了《科学与文明》和《文明的召唤》两篇文章,呼吁各国科学家加强合作,和平利用原子能,对那些可能威胁世界安全的任何步骤进行国际监督,为各民族今后无忧无虑地发展自己的科学文化而斗争。
玻尔原子模型
玻尔于1913年在原子结构问题上迈出了革命性的一步,提出了定态假设和频率法则,从而奠定了这一研究方向的基础。玻尔指出: 在原子系统的设想的状态中存在着所谓的稳定态。在这些状态中,粒子的运动虽然在很大程度上遵守经典力学规律,但这些状态稳定性不能用经典力学来解释,原子系统的每个变化只能从一个稳定态完全跃迁到另一个稳定态。 与电磁理论相反,稳定原子不会发生电磁辐射,只有在两个定态之间跃迁才会产生电磁辐射。辐射的特性相当于以恒定频率作谐振动的带电粒子按经典规律产生的辐射,但频率u与原子的运动并不是单一关系,而是由下面的关系来决定 h = E’-E。这就是玻尔原子模型。 奖项 时间  名称1907年丹麦皇家科学和文学院金质奖章1922年诺贝尔物理学奖1926年富兰克林奖章  头衔 时间名称1909年  哥本哈根大学科学硕士1911年哥本哈根大学哲学博士1917年丹麦皇家科学院院士1923年英国曼彻斯特大学名誉博士剑桥大学名誉博士

玻尔的教育背景是什么

1885年10月7日,玻尔(NielsBohr,1885~1962)诞生在丹麦哥本哈根乔治王公馆的一个学者家庭。玻尔出身书香门第,从小接受良好的正规教育。他先在哥本哈根一所拉丁语学校上初中。后来转入普通中学上高中。1903年中学毕业,考取哥本哈根大学,攻读物理学。1907年玻尔写了一篇关于水的表面张力的论文,荣获哥本哈根科学院金质奖章,开始在学术界崭露头角。1911年以题为《金属电子论的研究》的论文取得物理学博士学位。毕业的时候,因为成绩优异获得卡尔斯堡奖学金,前往英国剑桥大学和曼彻斯特大学继续学习和工作。玻尔在那里接受卢瑟福教授的指导,两人结下了深厚的友谊。1913年玻尔任曼彻斯特大学物理学助教,1916年任哥本哈根大学物理学教授,1917年当选为丹麦皇家科学院院士。

尼尔斯·玻尔的人物生平

1885年10月7日,玻尔生于哥本哈根,父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授,母亲出身于一个富有的犹太人家庭,从小受到良好的家庭教育,并爱好足球,曾经和弟弟哈那德·玻尔共同参加职业足球比赛。
1903年,18岁进入哥本哈根大学数学和自然科学系,主修物理学。
1907年,玻尔以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国学习,先在剑桥J.J.汤姆孙主持的卡文迪许实验室,几个月后转赴曼彻斯特,参加了曼彻斯特大学以E.卢瑟福为首的科学集体,从此和卢瑟福建立了长期的密切关系。
1912年,玻尔考察了金属中的电子运动,并明确意识到经典理论在阐明微观现象方面的严重缺陷,赞赏普朗克和爱因斯坦在电磁理论方面引入的量子学说。创造性地把普朗克的量子说和卢瑟福的原子核概念结合了起来。
1913年初,玻尔任曼彻斯特大学物理学教时,在朋友的建议下,开始研究原子结构,通过对光谱学资料的考察,写出了《论原子构造和分子构造》的长篇论著,提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。提出了原子结构的玻尔模型。按照这一模型电子环绕原子核作轨道运动,外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子;较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质。如果外层轨道的电子落入内层轨道,将释放出一个带固定能量的光子。
1916年任哥本哈根大学物理学教授。
1917年当选为丹麦皇家科学院院士。
1920年创建哥本哈根理论物理研究所并任所长,在此后的四十年他一直担任这一职务。
1921年,玻尔发表了《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演讲,阐述了光谱和原子结构理论的新发展,诠释了元素周期表的形成,对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构作了说明,同时对周期表上的第72号元素的性质作了预言;
1922年,第72号元素铪的发现证明了玻尔的理论,玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心。
1923年,玻尔接受英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位。
1930年代中期,研究发现了许多中子诱发的核反应。玻尔提出了原子核的液滴模型,很好地解释了重核的裂变。
玻尔认识到他的理论并不是一个完整的理论体系,还只是经典理论和量子理论的混合。他的目标是建立一个能够描述微观尺度的量子过程的基本力学。为此,玻尔提出了著名的“互补原理”,即宏观与微观理论,以及不同领域相似问题之间的对应关系。互补原理指出经典理论是量子理论的极限近似,而且按照互补原理指出的方向,可以由旧理论推导出新理论。这在后来量子力学的建立发展过程中得到了充分的验证。玻尔的学生海森堡在互补原理的指导下,寻求与经典力学相对应的量子力学的各种具体对应关系和对应量,由此建立了矩阵力学。互补理论在狄拉克、薛定谔发展波动力学和量子力学的过程中起到了指导作用。
在对于量子力学的解释上,玻尔等人提出了哥本哈根诠释,但遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战,最有名的一次争论发生在第六次索尔维会议上,爱因斯坦提出了后来知名为爱因斯坦盒子的问题,以求驳倒不确定性原理。玻尔当时无言以对,但冥思一晚之后发现巧妙的进行了反驳,使得爱因斯坦只得承认不确定性原理是自洽的。这一争论一直持续至爱因斯坦去世。
1937年5、6月间,玻尔曾经到过中国访问和讲学。期间,玻尔和束星北等中国学者有过深度学术交流,玻尔称束星北是爱因斯坦一样的大师。束星北的文章《引力与电磁合论》《爱因斯坦引力理论的非静力场解》是相对论早期的重要论述。
1939年,玻尔任丹麦皇家科学院院长。第二次世界大战开始,丹麦被德国法西斯占领。1943年玻尔为躲避纳粹的迫害,逃往瑞典。
1944年,玻尔在美国参加了和原子弹有关的理论研究。
1945年,玻尔回到丹麦,此后致力于推动原子能的和平利用。
1947年,丹麦政府为了表彰玻尔的功绩,封他为“骑象勋爵”。
1952年,玻尔倡议建立欧洲原子核研究中心(CERN),并且自任主席。
1955年,玻尔参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任。同年丹麦成立原子能委员会,玻尔被任命为主席。
1962年11月18日,玻尔因心脏病突发在丹麦的卡尔斯堡寓所逝世,享年77岁。去世前一天,他还在工作室的黑板上画了当年爱因斯坦那个光子盒的草图。
1965年玻尔去世三周年时,哥本哈根大学物理研究所被命名为尼尔斯·玻尔研究所。1997年IUPAC正式通过将第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔。
其子奥格·尼尔斯·玻尔也是物理学家,于1975年获得诺贝尔物理学奖。

科学巨人玻尔的生平事迹

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(1885.10.7~1962.11.18),丹麦物理学家。
生于哥本哈根。1909年获哥本哈根大学科学硕士学位,1911年又获该校哲学博士学位。随后去英国学习。1916年任哥本哈根大学物理学教授。1917年当选为丹麦皇家科学院院士。1920年创建哥本哈根理论物理研究所并任所长。1922年,因“对原子结构以及从原子发射出的辐射所做出的研究”荣获诺贝尔物理学奖。1939年,任丹麦皇家科学院院长。第二次世界大战期间流亡国外。1944年,在美国参加了和原子弹有关的理论研究。1947年被封为丹麦“骑象勋爵”。1952年,倡议建立欧洲原子核研究中心(CERN),自任主席。1955年,参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任。同年丹麦成立原子能委员会,被任命为主席。提出“哥本哈根诠释 ”、“玻尔模型”等理论,著有《论原子构造和分子构造》等,是哥本哈根学派的创始人。1997年,107号元素被命名为“𨨏”,以纪念他。

纳粹钟究竟是什么,现代科学对纳粹钟有什么解释

纳粹研制过很多碟状的飞行器,“纳粹钟”和“纳粹飞碟”都属于此类。

从18世纪到20世纪,200年时间里,德国为全世界贡献了世界上最优秀的科学家、哲学家中的一半以上。高斯、黎曼、希尔伯特、诺特、爱因斯坦、普朗克等等,不胜枚举。

虽然在反犹过程中有相当多的犹太科学家被迫远走他乡,但是剩下的科学家群体仍然十分强大,这也是纳粹发动战争的底气。强大的科学家团体和强大的工业体系,支撑着野心和欲望的膨胀。

》1944年6月诺曼底登陆以后,同盟国300万大军进入法国,被东西线同时夹击的希特勒感受到巨大压力。

这个时候,纳粹就打算开发一些超科技的产品,来扭转战争的局面。当然也有可能,“纳粹钟”是在纳粹上台以后就开始研发的。

对于当时的德国来说,制空权是重中之重。战争后期,基本上德国所有的武器研制,都是围绕着飞行器一类装置的开发进行的。世界上第1架实用化的喷气战斗机,梅赛斯密特me262在1942年试飞。

属于人类科技范畴的武器对战争的困境帮助不大,纳粹一直在寻找超科技的东西。

西藏的冈仁波切山,是印度教、藏传佛教和西藏本地苯教(流传于象雄地区的古佛教)共指的圣山。一直传说在西藏有一个地球的“能量轴”,至于纳粹是怎么听到这样传言的,没有确切考证过。但是纳粹曾经专门派人深入西藏地区,寻找这个“能量轴”确有其事。

》纳粹钟的外形和印度教《吠陀经》里记载着“维曼拿”飞行器外形比较相近。

传说维曼拿就是神的飞行器,佛塔的形状就是按照维曼拿的形状造的。

所以,“纳粹钟”与其说是一种科学装置,不如说是一种游走在科学边缘,寻求超自然力的装置。

有很多自然现象科学无法解释,只能寻找科学以外的解释,这个时候宗教就成了重要的理论来源,很多科学家都有这样的念头。钱学森就支持过气功。

基本上汇集到纳粹那里的信息,是通过各种渠道得到的不完整片段。这里面有纳粹亲自去西藏调查过的,也有通过科学家知道的。

大物理学家玻尔全名叫做尼尔斯玻尔,尼尔斯玻尔的弟弟叫哈拉德玻尔。哈拉德玻尔是个数学家,和英国的数学家哈代是好朋友,哈代有一个非常有名的学生~拉马努金。拉马努金是个虔诚的印度教教徒。所以关于印度教的一些事情,哈拉德玻尔可能知道。纳粹在欧洲扩张的时候,曾经试图用各种渠道接近各种类型的科学家,尼尔斯玻尔为此全家迁到了瑞士。

下图是哈拉德玻尔、尼尔斯玻尔兄弟。

在第2次世界大战末期,美国为了和苏联抢夺纳粹德国的科学研究成果,专门制定了一个回形针计划,回形针计划最重要成果之一就是把冯布劳恩带到了美国。

》回形针行动中,相当多的纳粹科学装置,可能包括“纳粹钟”都被带到了美国。

“纳粹钟”的外形就像一个钟,高3~5米,直径3~4米。内部有两个同轴的锥形旋转体,这两个旋转体的外面刻有沟槽或者缠绕着管道,沟槽里面有放射性金属液体。工作的时候需要两个同轴的锥形体向相反方向旋转,由于离心力的作用,液体金属会形成一个凹面。如果转速提高到某一个程度,这个凹面变成水平了,就意味着进入了绝对空间。

这和牛顿水桶实验,寻找绝对参照系的原理有点类似。

我们知道物理学需要一些设定才能够正常运作。这些设定被称为公理,也可以称为某种假设。比如说最小作用量原理、定域性原理、马赫原理、宇宙监督假设等等,都是物理学法则得以存在的前提。

》制造纳粹钟的目的:是通过高速旋转寻找进入超空间的通道。

在物理学里面有一个比较有争议的问题,就是世界上有没有绝对的空间和绝对静止的参照系。按照相对论来说,没有绝对的空间,空间依赖于物质而存在,也没有绝对静止的参照系,一切运动都是相对运动。

但是,量子力学的发展,需要绝对空间和绝对静止坐标系。目前,我们可以把微波背景辐射看成是一个绝对静止坐标系。

宇宙超光速膨胀也说明一个事实:空间和物质是可以分离的。这在广义相对论框架内没办法描述。

这说明了广义相对论背后还有更深刻的理论,空间可以不依赖于物质而存在!

》纳粹钟是在科学理论不否定的前提下,寻找超自然力的结果。

也不排除“纳粹钟”是某些二流科学家骗吃骗喝的产物。

50年代,有一个前纳粹德国科学家到了阿根廷,对贝隆政府说自己会造氢弹。结果骗了贝隆政府2亿美元的资金。这个科学家的装置把美国氢弹之父泰勒都给吓了一跳,后来泰勒才搞明白,他这个装置只是一套超声波加热器,只能把核燃料的温度升高到10万度。而氢弹点火中心的温度高达3亿度。

对于希特勒来说,“纳粹钟”是扭转战争局面的“精神寄托”;对于研制“纳粹钟”的科学家和工程师来说,是衣食父母。

纳粹钟之所以科学原理无法解释,因为它根本就不是一个纯科学装置。

尼尔斯·玻尔的介绍

尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(Niels Henrik David Bohr,1885.10.7~1962.11.18),丹麦物理学家,哥本哈根大学的硕士和博士,丹麦皇家科学院院士,曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年获得诺贝尔物理学奖。1玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

科学家玻尔是谁

玻尔从1905年开始他的科学生涯,一生从事科学研究,整整达57年之久。他的研究工作开始于原子结构未知的年代,结束于原子科学已趋成熟,原子核物理已经得到广泛应用的时代。他对原子科学的贡献使他无疑地成了20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一。
1.原子结构理论
在1913年发表的长篇论文《论原子构造和分子构造》中创立了原子结构理论,为20世纪原子物理学开劈了道路。
2.创建著名的“哥本哈根学派”
1921年,在玻尔的倡议下成立了哥本哈根大学理论物理学研究所。玻尔领导这一研究所先后达40年之久。这一研究所培养了大量的杰出物理学家,在量子力学的兴起时期曾经成为全世界最重要、最活跃的学术中心,而且至今仍有很高的国际地位。 3.创立互补原理 1928年玻尔首次提出了互补性观点,试图回答当时关于物理学研究和一些哲学问题。其基本思想是,任何事物都有许多不同的侧面,对于同一研究对象,一方面承认了它的一些侧面就不得不放弃其另一些侧面,在这种意义上它们是“互斥”的;另一方面,那些另一些侧面却又不可完全废除的,因为在适当的条件下,人们还必须用到它们,在这种意义上说二者又是“互补”的。按照玻尔的看法,追究既互斥又互补的两个方面中哪一个更“根本”,是毫无意义的;人们只有而且必须把所有的方面连同有关的条件全都考虑在内,才能而且必能(或者说“就自是”)得到事物的完备描述。
玻尔认为他的互补原理是一条无限广阔的哲学原理。在他看来,为了容纳和排比“我们的经验”,因果性概念已经不敷应用了,必须用互补性概念这一“更加宽广的思维构架”来代替它。因此他说,互补性是因果性的“合理推广”。尤其是在他的晚年,他用这种观点论述了物理科学、生物科学、社会科学和哲学中的无数问题,对西方学术界产生了相当重要的影响。
玻尔的互补哲学受到了许许多多有影响的学者们的拥护,但也受到另一些同样有影响的学者们的反对。围绕着这样一些问题,爆发了历史上很少有先例的学术大论战,这场论战已经进行了好几十年,至今并无最后的结论,而且看来离结束还很遥远。
4.在原子核物理方面的成就
作为卢瑟福的学生,玻尔除了研究原子物理学和有关量子力学的哲学问题以外,对原子核问题也是一直很关心的。从20世纪30年代开始,他的研究所花在原子核物理学方面的力量更大了。他在30年代中期提出了核的液滴模型,认为核中的粒子有点像液滴中的分子,它们的能量服从某种统计分布规律,粒子在“表面”附近的运动导致“表面张力”的出现,如此等等。这种模型能够解释某些实验事实,是历史上第一种相对正确的核模型。在这样的基础上,他又于1936年提出了复合核的概念,认为低能中子在进入原子核内以后将和许多核子发生相互作用而使它们被激发,结果就导致核的蜕变。这种颇为简单的关于核反应机制的图像至今也还有它的用处。
当L.迈特纳和O.R.弗里施根据O.哈恩等人的实验提出了重核裂变的想法时,玻尔等人立即理解了这种想法并对裂变过程进行了更详细的研究,玻尔并且预言了由慢中子引起裂变的是铀-235而不是铀-238。他和J.A.惠勒于1939年在《物理评论》上发表的论文,被认为是这一期间核物理学方面的重要成就。众所周知,这方面的研究导致了核能的大规模释放。

尼尔斯·玻尔喝酒吗

喝。
1、尼尔斯玻尔,他不仅是原子结构、原子辐射和量子力学的开山鼻祖,以及量子力学的创始人之一,还是原子弹的发明者之一。
2、这位科学家有一个嗜好,那就是喜欢喝酒,尤其是嘉士伯啤酒这个牌子的啤酒。
3、他努力获得诺贝尔奖的原因只有一个,那就是为了能够终身免费喝酒。

玻尔理论是什么如何解释其内容与应用

1.玻尔理论
玻尔理论,关于原子结构的一种理论.1913年由玻尔提出.是在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立的.要点是:
(1)原子核外的电子只能在某些规定的轨道上绕转,此时并不发光;
(2)电子从高能量的轨道跳到低能量的轨道时,原子发光.
具体来说,玻尔理论包括三条假说
1、原子能量的量子化假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中的原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外辐射能量.
2、原子能级的跃迁假设:原子从一个定态跃迁到另一个定态时,原子辐射一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定.
3、原子中电子运动轨道量子化假设:原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道.由于原子的能量状态是不连续的,因此电子运动的轨道也可能是不连续的,即电子不能在任意半径的轨道上运动
玻尔理论的优点:
成功解释了氢原子光谱不连续的特点,解释了当时出现的“紫外灾难“.
玻尔理论的局限性
这个理论本身仍是以经典理论为基础,且其理论又与经典理论相抵触.它只能解释氢原子的光谱,在解决其他原子的光谱是就遇到了困难,如把理论用于非氢原子时,理论结果与实验不符,且不能求出谱线的强度及相邻谱先之间的宽度.这些缺陷主要是由于把微观粒子(电子,原子等)看作是经典力学中的质点,从而把经典力学规律强加于微观粒子上(如轨道概念)而导致的.
“玻尔理论”的提出,打破了经典物理学一统天下的局面,开创了揭示微观世界基本特征的前景,为量子理论体系奠定了基础,这是一种了不起的创举,不愧为爱因斯坦的评价--玻尔的电子壳层模型是思想领域中最高的音乐神韵.
2.解释其内容与应用:
卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释 粒子散射实验,但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题.为此,1913年玻尔提出了开创性的三个假设:
(1)定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量的状态中,在这些状态中原子是稳定,电子虽然绕原子核做圆周运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态.
(2)跃迁假设:电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道上时,会辐射或吸收一定频率的光子,能量由这两种定态的能量差来决定,即
(3)角动量量子化假设:电子绕核运动,其轨道半径不是任意的,只有电子的轨道角动量(轨道半径r和电子动量mv的乘积)满足下列条件的轨道才是可能的:
n=1,2,3……
式中的n是正整数,称为量子数.
4.玻尔理论在氢原子中的应用
(1)氢原子核外电子轨道的半径
设电子处于第n条轨道,轨道半径为r,根据玻尔理论的角动量量子化假设得
n=1,2,3…… (1)
电子绕原子核作圆周运动时,由电子和原子核之间的库仑力来提供向心力,所以有
(2)
由(1)(2)式可得
n=1,2,3……
当n=1时,第一条轨道的半径为
=5.3×10 –11m
其他可能的轨道半径为
,4r1 ,9r1 , 16r1 , 25r1 …
(2)氢原子的能级
当电子在第n条轨道上运动时,原子系统的总能量E叫做第n条轨道的能级,其数值等于电子绕核转动时的动能和电子与原子核的电势能的代数和
En = (3)
由(2)式得
(4)
将(4)式代入(3)式得
En = (5)
这就是氢原子的能级公式
当n=1时,第一条轨道的能级为
E1 = = —13.6eV
其他可能轨道的能级为
E n= = eV n=2,3,4……
由轨道的半径表达式可以看出,量子数n越大,轨道的半径越大,能级越高.n=1时能级最低,这时原子所处的状态称为基态,n=2,3,4,5……时原子所处的状态称为激发态.
(3)玻尔理论对氢光谱的解释
由玻尔理论可知,氢原子中的电子从较高能级(设其量子数为n)向较低能级(设其量子数为m)跃迁时,它向外辐射的光子能量为
=
辐射的光子频率为
=
将上式改写为
= =
将上式和里德伯公式做比较得
R= =1.097373×10 7 m –1
这个数据和实验所得的数据1.0967758×10 7m-1基本一致.因此用玻尔理论能较好地解释氢原子的光谱规律,包括氢光谱的各种线系.例如:赖曼系、巴尔末系、帕邢系、布喇开系等的规律.当然,玻尔理论也有局限性,它在解释两个以上电子的比较复杂的原子光谱时遇到困难.后来诞生了量子理论——量子力学,在量子力学中,玻尔理论中的电子轨道,只不过是电子出现机会最多的地方.
(四)原子的受激辐射——激光
原子辐射有两种情形:(1)自发辐射:处于激发态E2的原子,由于不稳定自发地跃迁到低能的E1上,同时辐射光子.光子的能量为 = ,普通的光源发光就属于这种辐射.它辐射的光子彼此能独立,发射的方向和初相位都不相同,所以我们可以从各个方向看到它发出的光.(2)受激辐射;当原子处于激发态E2时恰好有能量为 = 的光子趋近它,原子就可能受到此外来光子的激励而跃迁到低能态E1上,同时发射出一个和外来光子完全一样的光子.
激光就是由受激辐射产生的,一个入射光子由于引起受激辐射可以得到两个同样的光子,如果这两个光子在媒质中传播时再引起其他原子发生受激辐射,就会产生越来越多的相同的光子,使光得到加强,这就是激光,激光具有高单色性、高相干性、高亮度、而且方向性好.

二.原子核
(一)放射性元素的衰变
一些不稳定的原子核会自发地转变成另一种原子核同时放出射线,通常有 射线、 射线和 射线. 射线是氦原子核组成的粒子流, 射线是高速的电子流, 射线是波长很短的电磁波.原子核由于放出某种粒子而转变成新核的过程叫衰变.
原子核是一个量子体系,核衰变是原子核自发产生的变化,是一个量子跃迁的过程,它服从量子力学的统计规律.对任何一个放射性元素,它发生衰变的时刻是不可预告的,但对足够多的同一种放射性元素的集合,作为一个集体,它的衰变规律是则是十分精确的.用N0表示初始时的原子核数,经t时间后衰变的原子核数为N,则有
N = N0 (1)
这就是放射性衰变服从的指数衰减规律,式中 代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率,称为衰变常数.
放射性元素衰变有一定的速率,我们把放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫半衰期T.即当t = T时,有 ,由(1)式可得
T=
或者写为
对某种确定的放射性元素,原子核发生衰变的时间有早也有晚,它们存在的时间不一样.理论上常用平均寿命 来表示放射性元素在衰变前的平均生存时间,放射性元素的平均寿命可表示为
原子核放出射线后自身就发生衰变,在衰变过程中,质量数、电荷数、能量、动能是守恒的.根据质量数和电荷数的守恒定律,可以判定衰变的产物;根据能量守恒定律,结合衰变前后粒子的质量,可以求出衰变过程中所放出的能量.
(二)原子核的结合能与质能方程
核子在结合成原子核时,由于有强大的核力作用,必须释放一定的能量.反之,将原子核分解成核子时,则要吸收同样多的能量,这个能量叫原子核的结合能.由于核子结合成原子核时放出了结合能,因此核的质量跟组成它的核子的质量比较起来就要小一些,设由Z个质子、N个中子组成的原子核,其质量为M,如果这Z个质子,N个中子是分散的,总质量应为Z m p + N m n,则由分散到结合在一起质量相差
这叫做原子核结合过程的质量亏损.
由爱因斯坦的相地论的质能方程有
E= m c2
这个方程表示物体的的能量增加 E,那么它的质量也相应地增加 ,反之亦然.式中c为真空中的光速.
所以在原子核结合过程中,质量亏损与能量变化的关系为
E= m c2
这就是原子核的结合能.原子核的结合能与其核子数之比叫每个核子的平均结合能.不同原子核的平均结合能不同,轻核和重核的平均结合能都较小,中等质量数的原子核,平均结合能较大,质量数为50—60的原子核平均结合能最大.
(三)核的裂变和聚变
1.重核的核子平均结合能比中等质量的核的核子平均结合能小,因此重核分裂成中等质量的核时,会有一部分原子核结合能释放出来,这种核反应叫裂变,如铀核裂变.当中子打击铀235后,应形成处于激发状态的复核,复核裂变为质量差不多相等的碎片,同时放出2—3个中子和原子核结合能
U+ n Xe + Sr + 2 n + 200Mev
这些中子如能再引起其它铀核裂变,就可使裂变反应不断地进行下去,这种反应叫链式反应,释放出大量的能量.原子弹、原子反应堆等装置就是利用U核裂变的原理制成的.链式反应要不断进行下去的一个重要条件是每个核裂变时产生的中子数要在一个以上.
2.轻的原子核变成较重的原子核时,也会释放出更多的原子核结合能,这种轻核结合成质量较大的核叫做聚变.如:
H+ H He + n + 17.6Mev
使核发生聚变,必须使它们接近到10-15米.一种办法是把核加热到很高温度,使核的热运动协能足够大,能够克服相互间的库仑斥力,在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度,因此,这种反应又叫做热核反应.氢弹是根据聚变的原理制成的.