原子物理中几个问题的解析，本文主要内容关键词为：几个问题论文,原子论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
原子和原子核是属于微观领域中较为抽象的知识，高中阶段对学生的要求比较浅显，书本上写得不透，学生看书也看不太明白。因此学生提出很多疑问，现将本章主要问题做一下分析，供大家参考。
一、氢原子的能级公式及量子化的轨道半径是怎样推导出来的？
在玻尔假设的基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学就可以计算出氢原子的能级公式及量子化的轨道半径。
根据电子绕静止的核作圆周运动所需的向心力就是静电力。即
二、由玻尔的原子理论怎样理解连续光谱、明线光谱和吸收光谱？
据玻尔的原子理论：当原子由较高能级跃迁到另一个较低的能级时，它辐射出一定频率的光子；当原子由较低能级向较高能级跃迁时，要吸收一定频率的光子的能量或与之相当的其它形式的能量。由于原子能级的能量是量子化的，不是连续的，所以吸收或放出光子的能量也是量子化的，光子的频率也是不连续的。
炽热的固体、液体及高压气体产生的光谱是连续光谱；稀薄气体发的光是明线光谱。连续光谱的光通过游离态的气体时产生了吸收光谱，这些光谱是怎么产生的呢”？
先以蜡烛火焰为例说明连续光谱的产生。
蜡烛的火焰中发光的物质是炽热固体碳的微粒，碳的微粒虽然很小，但仍属宏观物体，它包含有大量的碳原子。由于在炽热状态有充分的能量被碳原子吸收，以致使碳原子被激发到几乎所有可能的能级状态，每个碳原子所处的状态可能不尽相同，当它们向较低能级跃迁时，几乎可以辐射出所有波长的光，所以烛焰产生了连续光谱。
下面，再以钠盐为例来说明明线光谱和吸收光谱又是怎样产生的。在煤气灯火焰中烧氯化钠，氯化钠在高温下分解为稀薄的游离态的钠原子，数目有限的钠原子（比起碳颗粒中的碳原子，稀薄游离态的钠原子数目要少得多）只可能吸收有限的能量（比起炽热燃烧的烛焰可供钠原子吸收的能量是有限的），绝大部分部分钠原子只可能被激发到有限的几个能级状态。所以，也只能辐射出某些波长一定的光，形成明线光谱。
与之相反，当连续光谱的光通过游离状态的钠蒸气时，数量有限的钠原子只可能吸收某些频率的光子。因此，使白光的连续光谱中出现一些暗线，即形成吸收光谱。
三、氢原子由高能级跃迁到低能级时，形成的谱线数目公式C[2][，n]的适用条件
如果氢原子处于高能级，对应的量子数为n，则往下跃迁时产生谱线的数目为C[2][，n]，只有统计规律，对于单个、几个原子不适用。
例1 一个氢原子中的电子由n=3轨道跃迁，可以产生几种不同的光子。
A.一种 B.二种
C.三种 D.无法确定
解：只能产生一种，因为只有一个氢原子，只能有一种光子，故选(A)。
另外，根据跃迁的量子化，必须满足玻尔理论中的两个能级之差才是可能的跃迁。
例2 用能量为12.3电子伏的光子照射一群处于基态的氢原子，则绕核运动的电子：
A.能跃迁到n=2的轨道上去
B.能跃迁到n=3的轨道上去
C.能跃迁到n=4的轨道上去
D.不能跃迁到其它轨道上去
解：根据量子化理论知E=12.3eV，不是任意两个轨道的能量差。因为只有满足正好是能级差才能使原子共振，所以本题答案为D。
四、关于正负电子对撞之后的能量问题
例3 正负电子以光速对撞湮没后生成两个频率相同的光子。已知普朗克恒量为h，电子质量为m[，e]，电量e，电磁波在真空中传播速度为c，则生成光子的波长为：
五、有关半衰期的三个计算式的适用条件
半衰期的公式有三种表述形式，它们分别为：
是原来原子中的原子数、质量及衰变速率，而N、m及v是经过时间t后的原子数、质量及衰变速率。这三个公式也是统计规律，对少数原子无意义。
例4 已知铋210的半衰期为5天，则
A.有2铋，经过5天后，还剩1克
B.有2摩铋，经过5天后还剩1摩
C.有2×10[20]个铋核，经5天后还剩1×10[20]个
D.有2个铋核，经5天后一定还剩一个
解：据公式
知，A、B、C、D都正确，但D无意义。所以正确答案为A、B、C。
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