Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
 2018-01-04 |
 340 |
из
5.00
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
|
|
| Модель атома водорода по Бору | ||
На электрон со стороны ядра действует кулоновская сила, сообщая ему центростремительное ускорение. Поэтому 
| ||
| ||
Из правила квантования: 
Подставляя уравнение для скорости электрона на орбите в предыдущее, получим:  , где n=1,2,3...
| 
| |
Если п= 1, а r1 =0,5-10-10 м, то r2=r1.n2=4r1, r3=9r1 и т.д.
Т.о.  или rn~n2.
| 
| |
Полная энергия атома равна: Е = Ek + Eп
| ||
Подставляя выражение для радиуса стационарной орбиты, получим: 
Знак "-" говорит о том, что между электроном и ядром действуют силы притяжения.
| 
| |
Переход электрона с более высокой орбиты k на орбиту п сопровождается излучением фотона с частотой:
Таким образом, мы пришли к формуле Бальмера,
где  - постоянная Ридберга.
| 
| |
| Трудности теории Бора Правило квантования Бора применимо не всегда, представление об определенных орбитах, по которым движется электрон в атоме Бора, оказалось условным. Теория Бора неприменима для многоэлектронных атомов и не объясняет ряд спектральных закономерностей. | 
| |
| В 1917 г. А. Эйнштейн предсказал возможность перехода атома с высшего энергетического состояния в низшее под влиянием внешнего воздействия. Такое излучение называется вынужденным излучением и лежит в основе работы лазеров. | ||
| Постулаты Бора | ||
| 1. Атомная система может находиться только в особых стационарных квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Еn. В стационарном состоянии атом не излучает. | ||
2. При переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние с меньшей энергией En излучается квант энергии: 
| 
| |
3. К этим постулатам следует добавить правило квантования орбит: в стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, квантованные значения момента импульса 
где rn - радиус n-ой орбиты; v n—скорость электрона на этой орбите; me — масса электрона, п— целое число - номер орбиты или главное квантовое число.
| 
| |
| Спектральные закономерности | 
| |
В середине XVIII в. Г. Кирхгоф обнаружил: свечение газов дает четко выраженные дискретные линии.
Швейцарский преподаватель И. Бальмер эмпирически вывел формулу для спектра водорода (1885):  , где п— любое целое число >2, т. е. п= 3, 4, 5 и т.д.
| ||
| Величина R носит название "постоянная Ридберга" | ||
Для инфракрасной области спектра аналогичную формулу вывел Ф. Пашен:
 ,
где п— любое целое число >3, т. е. п=, 4, 5 и т.д.
| ||
А для ультрафиолетовой - Т. Лайман  , где п— любое целое число >1, т. е. п=2, 3, 4, 5 и т.д.
| ||
| Значения длин волн спектральных линий, вычисленных по этим формулам, совпадали с исключительной точностью со значениями длин волн этих линий, измеренных экспериментально. В конце XIX в. ученые обнаружили фундаментальную закономерность в микромире, которую в то время объяснить не смогли. Только через 30 лет Н. Бор дал физическую интерпретацию этой формулы. Он предположил, что два члена в формуле Бальмера представляют собой полные энергии разрешенных орбит электрона в атоме водорода. | ||
Преобразовав формулу Бальмера (умножив обе части на h), получим: 
| 
| |
Учитывая, что согласно гипотезе Планка энергия кванта Δ  , получим: 
| ||
| Свои постулаты Н. Бор применил для построения теории атома водорода. | ||
26 Вопрос. Экспериментальное подтверждение постулатов Бора (опыты Франка и Герца).
| Опыт Франка и Герца | |
| Существование дискретных энергетических уровней атома подтверждается опытом Франка и Герца. Немецкие ученые Джеймс Франк и Густав Герц за экспериментальные исследования дискретности энергетических уровней получили Нобелевскую премию в 1925 г. В опытах использовалась трубка (рис. 6.9), заполненная парами ртути при давлении р ≈ 1 мм рт. ст. и три электрода: катод, сетка и анод. Электроны ускорялись разностью потенциалов U между катодом и сеткой. Эту разность потенциалов можно было изменять с помощью потенциометра П. Между сеткой и анодом тормозящее поле 0,5 В (метод задерживающих потенциалов). Определялась зависимость тока через гальванометр Г от разности потенциалов между катодом и сеткой U. В эксперименте была получена зависимость, изображенная на рис. 6.10. Здесь U = 4,86 В – соответствует первому потенциалу возбуждения Согласно боровской теории, каждый из атомов ртути может получить лишь вполне определенную энергию, переходя в одно из возбужденных состояний. Поэтому если в атомах действительно существуют стационарные состояния, то электроны, сталкиваясь с атомами ртути, должны терять энергию дискретно, определенными порциями, равными разности энергии соответствующих стационарных состояний атома. Из опыта следует, что при увеличении ускоряющего потенциала вплоть до 4,86 В анодный ток возрастает монотонно, его значение проходит через максимум (4,86 В), затем резко уменьшается и возрастает вновь. Дальнейшие максимумы наблюдаются при и. Ближайшим к основному, невозбужденному состоянию атома ртути является возбужденное состояние, отстоящее по шкале энергий на 4,86 В. Пока разность потенциалов между катодом и сеткой меньше 4,86 В, электроны, встречая на своем пути атомы ртути, испытывают с ними только упругие соударения. При = 4,86 эВ энергия электрона становится достаточной, чтобы вызвать неупругий удар, при котором электрон отдает атому ртути всю кинетическую энергию, возбуждая переход одного из электронов атома из нормального состояния в возбужденное. Электроны, потерявшие свою кинетическую энергию, уже не смогут преодолеть тормозящий потенциал и достигнуть анода. Этим и объясняется резкое падение анодного тока при = 4,86 эВ. При значениях энергии, кратных 4,86, электроны могут испытывать с атомами ртути 2, 3, … неупругих соударения. При этом они полностью теряют свою энергию и не достигают анода, т.е. наблюдается резкое падение анодного тока. Таким образом, опыт показал, что электроны передают свою энергию атомам ртути порциями, причем 4,86 эВ – наименьшая возможная порция, которая может быть поглощена атомом ртути в основном энергетическом состоянии. Следовательно, идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний блестяще выдержала проверку экспериментом. Атомы ртути, получившие при соударении с электронами энергию, переходят в возбужденное состояние и должны вернуться в основное, излучая при этом, согласно второму постулату Бора, квант света с частотой. По известному значению можно вычислить длину волны светового кванта:. Таким образом, если теория верна, то атомы ртути, бомбардируемые электронами с энергией 4,86 эВ, должны являться источником ультрафиолетового излучения с, что действительно обнаружилось в опытах. Таким образом, опыты Франка и Герца экспериментально подтвердили не только первый, но и второй постулат Бора и сделали большой вклад в развитие атомной физики. |
|
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2025 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!
