Постулати Бора



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

Постулати Бора

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):

Постулати Бора

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.

Постулати 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.


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Словотвірний ланцюжок.
Ви зараз читаєте: Постулати Бора