率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,高能级Em发射光子hν=Em-En吸收光子hν=Em-En低能级En。
可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上"跳跃"到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫做电子的跃迁。
[典例] 氢原子在基态时轨道半径r1=0.53×10-10 m,能量E1=-13.6 eV。求氢原子处于基态时:
(1)电子的动能;
(2)原子的电势能;
(3)用波长是多少的光照可使其电离?
(4)电子在核外旋转的等效电流(已知电子质量m=9.1×10-31 kg)。
[思路点拨]
(1)电子在各可能轨道上做匀速圆周运动时库仑力提供向心力。
(2)氢原子的能量等于电子的动能与原子电势能之和。
(3)电子跃迁到n=∞的轨道即为电离。
[解析] (1)设处于基态的氢原子核周围的电子速度为v1,则=
所以电子动能Ek1=mv12=
= eV≈13.6 eV。
(2)因为E1=Ek1+Ep1,
所以Ep1=E1-Ek1=-13.6 eV-13.6 eV=-27.2 eV。
(3)设用波长为λ的光照射可使氢原子电离=0-E1。
所以λ=-= m≈91.4 nm。
(4)等效的环形电流I=
由=mr12可得T=2π
所以I==,代入数据得I=1.05×10-3 A。
[答案] (1)13.6 eV (2)-27.2 eV (3)91.4 nm (4)1.05×10-3 A
有关玻尔原子模型及定态问题的四个结论