模式

搭建模型实验

光谱

发射吸收

元素

模型和实验仅模型（无可见谱线）

搭建原子

质子（Z） =

中子 =

电子 =

元素周期表

金属非金属稀有气体

激发原子

随机

光子

E = eV

λ = nm

0,56

亚层电子排布能量提示信息音乐音效

说明

在模型模式中，原子以两种方式并排显示：带有 K、L、M… 电子层的玻尔模型，以及按亚层（s、p、d）排列的能级阶梯。电子从较高能级跃迁到较低能级时，会发出一个光子，其颜色取决于两个能级之间的能量差。在实验模式中，放电管发出的光经过狭缝和棱镜，在照相底片上形成该元素的光谱线：一种能识别每种原子的光的“条形码”。对于吸收光谱，白光穿过原子（在实验中，一盏灯照亮管中的气体，不放电）：原子只吸收能量恰好等于从基态出发的某个跃迁的颜色，这些颜色变成暗线。所以吸收光谱的谱线比发射光谱少。许多气体，例如氢和氦，只吸收紫外线：在只显示可见光的照相底片上，看不到暗线。在搭建模式中，通过拖动质子、中子和电子（或在元素周期表中选择元素）来搭建原子，一直到鿫（Z = 118），电子按鲍林近似能级图排布：质子数决定元素，多出或缺少的电子形成离子，中子改变质量（同位素）。原子为中性时，“查看光谱”按钮会进入该元素的模型模式（模拟器只有中性原子的谱线）。

物理模型

能级和谱线都是测量值，取自 NIST 原子光谱数据库。每条谱线的颜色来自两个能级之间的能量差，$\lambda = hc/\Delta E$。只有对氢，玻尔模型才能准确给出这些值（$E_n = -13{,}6/n^2$ eV）；对其他原子，电子层的半径只是示意。非常接近的谱线显示为一条。在吸收中，每个跃迁吸收的概率来自用 NIST 爱因斯坦系数计算的振子强度；模拟中的白光在这些跃迁能量处发出的光子比真实的灯多，好让谱线在几秒内出现。

开发者

Marco P. M. de Souza

参考文献

A. Kramida, Yu. Ralchenko, J. Reader 和 NIST ASD Team, NIST Atomic Spectra Database, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. https://physics.nist.gov/asd

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai 和 R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. https://www.nist.gov/pml/atomic-weights-and-isotopic-compositions-relative-atomic-masses

F. G. Kondev, M. Wang, W. J. Huang, S. Naimi 和 G. Audi, The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties, Chinese Physics C 45, 030001 (2021). https://doi.org/10.1088/1674-1137/abddae

如何引用本软件?

Marco P. M. de Souza, . 访问日期 [Online]. 可访问于： .

玻尔模型与光谱线