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内容举例： 四、带电粒子比荷的测定方法
1. 阴极射线带电性质的判断方法
(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线带电的性质。
(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线带电的性质。
2. 带电粒子比荷的测定
(1)粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛=F电(Bqv=qE)，得到粒子的运动速度v=E/B。
(2)撤去电场(如图)，保留磁场，让粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，
即Bqv=mv^2/r。 根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r。
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式： q/m=E/(B^2 r)。
第4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型
一、光谱
1. 定义：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长 (频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
2. 分类
(1)线状谱：有些光谱是一条条的亮线，叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱。
(2)连续谱：有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，叫连续谱
3. 特征谱线
气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。 不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此，这些亮线称为原子的特征谱线。
4. 光谱分析
(1)概念：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分。 这种方法称为光谱分析。
(2)优点：灵敏度高。
二、氢原子光谱的实验规律 经典理论的困难
1. 氢原子光谱的实验规律
(1)光谱研究的意义：原子内部电子的运动是原子发光的原因，因此，光谱是探索原子结构的一条重要途径。
(2)氢原子的光谱：光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定波长的光。
(3)巴耳末公式： 1/λ=R∞(1/2^2 -1/n^2 ) (n=3，4，5，…)，式中R∞叫作里德伯常量，式中的n只能取整数，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。 巴耳末公式以简洁的形式反映了氢
原子的线状光谱的特征。
2. 经典理论的困难
(1)经典电磁理论认为：核外电子绕核运动应该辐射出电磁波，电子的能量减少，轨道半径也应减小。 由此判断，电子绕核转动这个系统应是不稳定的。 但事实并非如此，原子是个很稳定的系统。
(2)经典电磁理论认为：电子辐射电磁波的频率就是它绕核转动的频率。 随着电子绕核运动轨道半径的不断变化，电子运动的频率也要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。 这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续光谱。 然而，事实上原子光谱是由一些不连续的亮线组成的分立的线状谱。
(3)经典物理学可以很好地应用于宏观物体，但不能解释原子世界的现象。
三、玻尔原子论的基本假设
1. 轨道量子化与定态
(1)玻尔原子模型：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律。 但不同的是，电子绕核运动的轨道是量子化的。 电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。
(2)定态：电子只能在特定轨道上运动，原子的能量也只能取一系列特定的值。 这些量子化的能量值叫作能级。 原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。
能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。 氢原子的能级图如图所示。
2. 频率条件
当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m>n)时，会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量)，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν=Em-En，这个式子称为频率条件，又称辐射条件。 反之，当电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。
高能级Em 低能级En。
四、玻尔理论对氢光谱的解释
1. 解释巴耳末公式
(1)玻尔的频率条件告诉我们，原子从E3跃迁到E2时，辐射的光子的能量为hν=E3-E2。
(2)巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的定态轨道的量子数n和2。 并且理论上计算的和实验测量的里德伯常量符合得很好。
2. 解释氢原子光谱的不连续性
(1)气体导电时发光的机理：当气体放电管中的气体导电时，其中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，之后自发跃迁到基态并发光。
(2)发射光谱是分立的亮线的原因：原子从较高的能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差。 由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。 因此，原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
(3)由于不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射(或吸收)的光子频率也不相同。 这就是不同元素的原子具有不同的特征谱线的原因。
五、玻尔理论的局限性
1. 成功之处：玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。
2. 局限性：玻尔理论的不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 玻尔理论无法解释复杂一点的原子的光谱现象。 玻尔理论还没有完全揭示微观粒子的运动规律。
3. 电子云
根据量子力学，原子中电子的坐标没有确定的值。 我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电子的运动看成一个具有确定坐标的质点的轨道运动。 当原子处于不同的状态时，电子在各处出现的概率是不一样的。 如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，人们形象地把它叫作电子云。
六、氢原子能级和能级跃迁的理解
1. 氢原子能级跃迁的种类数
(1)一群处于量子数为n的激发态的氢原子，可能辐射出的光谱线条数为N=C_n^2=(n(n-1))/2。
(2)一个处于量子数为n的激发态的氢原子，发光频率数目最多为(n-1)。
例如，有大量处于量子数n=4的激发态的氢原子，可能发生的跃迁如图所示，由图可
知，氢原子发出的光谱线共6条。
如果有一个处于量子数n=4的激发态的氢原子，在它向低能级跃迁时，最多能发出
3种频率的光子，如图所示。
2. 使原子发生能级跃迁的两种粒子
(1)光子：原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收。
(2)实物粒子：原子若是吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，原子就可能发生能级跃迁。
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