ФІЗИКА

Частина 5 АТОМНА ФІЗИКА

 

Розділ 15 БУДОВА АТОМА

 

15.4. Постулати Бора

 

У 1913 р. Н. Бор висунув теорію випромінювання, в якій йому вдалося об’єднати теорію квантів з ядерною будовою атомів і пояснити закономірності, що спостерігаються в спектрі атома гідрогену. В ній переконливо показано нездатність класичної електродинаміки пояснити внутрішньоатомні процеси. В основу теорії Бора покладено дві гіпотези, або два постулати.

1. Про стаціонарні стани. Атоми можуть перебувати тривалий час лише у певних стаціонарних станах, в яких, незважаючи на рух електронів, що відбувається в них, вони не випромінюють енергії. В цих станах атомам властиві певні значення енергії, що утворюють дискретний ряд: Е1, Е2, Е3, ..., Еi.., Еn. Цим станам властива стабільність. Будь-яка зміна енергії Еі внаслідок вбирання або віддачі електромагнітного випромінювання чи внаслідок зіткнення може статися лише стрибкоподібно при повному переході з одного стаціонарного стану в інший.

2. Правило частот. При переході з одного стаціонарного стану в інший атоми вбирають або віддають випромінювання лише певної частоти. Випромінювання, що вбирається або віддається при переході із стаціонарного стану з енергією Еm в стаціонарний стан з енергією Еn, монохроматичне, а його частоту визначають співвідношенням

де h — стала Планка.

Випромінювання відбувається при переході атома із стану з більшою енергією в стан з меншою енергією (при переході електрона з більш віддаленої від ядра орбіти на більш наближену до нього орбіту). Поглинання випромінювання супроводжується переходом атома в стан з більшою енергією, що відповідає переходу електрона на більш віддалену від ядра орбіту.

Н. Бор установив також найважливішу умову, що визначає в найпростішому випадку стаціонарний стан атома: момент імпульсу електрона для стаціонарних орбіт кратний h/(2π):

де m — маса електрона; υ — швидкість руху електрона по орбіті; rn — радіус колової орбіти електрона; n — квантове число (див. підрозділ 15.7).

На рис. 15.5 схематично зображено енергетичні рівні електронів у атомі в стаціонарних станах і процес випромінювання й поглинання світла за постулатами Бора.

 

 

Рис. 15.5

 

Отже, частоти хвиль, що випромінюються атомами, на противагу висновкам класичної електродинаміки, не мають нічого спільного з частотами періодичних рухів електронів атома і повністю визначаються різницею енергій стаціонарних станів до і після випромінювання.

У постулатах Бора знайшла свій подальший розвиток ідея про кванти, висунута М. Планком. Вони виявили характерну особливість внутрішньоатомного світу — квантовий характер процесів, що відбуваються в ньому.

Ідеї Н. Бора виявились надзвичайно плідними. Поняття про стаціонарні стани, умова частот, квантованість енергії, механічного моменту та його проекцій зберігають своє значення і сьогодні. На основі теорії Бора — Зоммерфельда з наступним доповненням її гіпотезою про електрон, що обертається, виявилось можливим пояснити закономірності в спектрах випромінювання різних атомів, поєднати численні закономірності випромінювання в одну систему, розібратись у побудові періодичної системи елементів.

Водночас слід зазначити, що теорія Бора мала й деякі недоліки. У постулатах не вказуються методи знаходження цих стаціонарних станів. Питання про стаціонарні стани і їхню енергію тісно пов’язане з питанням про структуру атома взагалі. Н. Бор, а потім і А. Зоммерфельд розвинули модель атома Резерфорда і скористалися нею для визначення стаціонарних станів і можливих переходів між ними. Так було закладено основу сучасної теорії спектрів.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.