教学中如何简单地使学生理解电子的能量量子化现象,下面就是一个示例。
1、电子被局限在微观环境(原子、分子)中运动时,其能量的改变是不连续的,或者说是量子化的。
2、例如,氢原子中唯一的电子,其能量允许的取值服从下列公式
氢原子中电子的能量公式
其中n取正整数。
3、由该式计算,不难发现,氢原子电子的能量值只能从
J “跳跃着”变为J,而不能具有诸如J、J、J 等等的能量值。
4、这种能量的数值不能连续改变的现象,就称为能量的量子化。类似的,对微观环境中运动电子而言,还有许多其它物理量也具有这种量子化的特征,但在中学里不做介绍了。
5、需要注意,只有当电子处于微观环境中运动时,其能量的量子化现象才是显著的。相反,如果通过外界的条件改变,使电子在宏观环境,比如,肉眼可见的金属导线的空间中运动,这个时候,电子的能量的量子化特征就不明显了。