Постулати Бора


Постулати Бора — сформульовані датським фізиком Нільсом Бором основні положення будови атома, що враховують квантований характер енергії, випромінюваної електронами.

Зміст

  • 1 Історичні відомості
  • 2 Формулювання
  • 3 Формула Ридберґа
  • 4 Література
  • 5 Див. також

Історичні відомості

На початку 20-го століття експерименти Ернеста Резерфорда показали, що атоми складаються з розпорошеної хмари електронів, яка оточує мале позитивно заряджене ядро. Отримавши ці експериментальні дані було абсолютно природно Резерфордові розглядати планетарну модель атома (моделі Резерфорда 1911 року) з електронами, що рухаються по орбіті навколо ядра, подібного до Сонця.

Планетарна модель атома Резерфорда, багато пояснила в будові атома, але одразу після її створення виникли труднощі: ядро заряджено позитивно, а електрони — негативно. Між ними існує кулонівська сила притягання. Для того, щоб електрони не впали на ядро, вони мусять рухатись навколо нього з доцентровим прискоренням. З теорії Максвелла випливає, що якщо заряд рухається з прискоренням, то при цьому має випромінюватись електромагнітна хвиля, а розрахунки показують, що за час  c електрон, рухаючись по спіралі, мусить припинити свій рух.

Дослідні ж дані показували, що за нормальних умов атом не випромінює енергію і існує як завгодно довго.

Щоб подолати цю суперечність, Нільс Бор запропонував у 1913 році свою модель, яка нині має назву «Атомна модель Бора». Він стверджував, що можливими є лише певно не дуже велика кількість станів, у яких можуть перебувати електрони. Відповідно, енергія, що вивільнюється чи поглинається, є лише результатом переходу електрона з одного стану в інший.

Формулювання

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія . У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. У стаціонарному стані атома електрон повинен мати дискретні (квантовані) значення моменту імпульсу. Радіуси орбіт електронів задовольняють умову:

,

де  — маса електрона,  — зведена стала Планка.

3. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких визначають за формулою:

,

де і  — цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо фотон з частотою випромінюється, якщо  — поглинається.

Поглинаючи світло, атом переходить із стаціонарного стану з меншою енергією в стаціонарний стан з більшою енергією. Усі стаціонарні стани, крім одного, є умовно стаціонарними. Нескінченно довго кожен атом може знаходитись лише в стаціонарному стані з мінімальним запасом енергії. Цей стан атома називається основним, всі інші — збудженими.

Формула Ридберґа

Формула Ридберґа, яка була встановлена емпірично раніше від побудови теорії Бора, нині являє собою у складі теорії Бора співвідношення, яке дає змогу обчислити величину випромінюваної електроном енергії в залежності від того, між якими за номерами енергетичними рівнями відбувається обмін електроном. У зв'язку з цим виділяють такі серії:

  • серія Лаймана, що відповідає переходу електрона на першу орбіту з другої, третьої і т. д.
  • серія Бальмера, коли електрони переходять на другу орбіту з третьої, четвертої і т. д.
  • серія Пашена, коли переходять електрони на третю орбіту або на третій рівень з четвертої, п'ятої і т. д.

Поглинання світла — процес зворотний випромінюванню. Атом, поглинаючи світло переходить із нижчих енергетичних станів до вищих. При цьому він поглинає випромінювання з такою самою частотою, що й випромінює.

Обчислити величину випромінюваної енергії у загальному випадку, коли електрон переходить із рівня k у рівень n дає змогу формула

,

де . Якщо врахувати, що

,

для енергії фотона, то матиме місце аналогічна формула для довжини хвилі (чи частоти) випромінювання

в якій  — стала Ридберґа.

Література

  • Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория // Теоретическая физика. — М.. : Физматлит, 2008. — Т. 3. — 800 с.

Див. також

  • Теорія Бора
  • Атом
  • Електрон
  • Планетарна модель атома
  • Ядро атома


Постулати Бора інформація про


Постулати Бора
Постулати Бора

Постулати Бора інформація Відео


Постулати Бора Перегляд теми.
Постулати Бора що, Постулати Бора хто, Постулати Бора пояснення

There are excerpts from wikipedia on this article and video