Строение атома по теории Бора. Постулаты Бора. Спектр атома водорода. Обобщенная формула Бальмера. Опыт Франка и Герца. Недостатки теории Бора.

Модель атома Н. Бора, разрешавшая эти противоречия, базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда и на разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинул гипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершенно несовместимых с классической физикой:

1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоря языком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов, двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая;

2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии.

Постулаты Бора объясняют устойчивость атомов: находящиеся в стационарных состояниях электроны без внешней на то причины не излучают электромагнитной энергии.

Постулаты Бора позволили ему теоретически рассчитать энергетический спектр атома водорода и водородоподобных атомов – атомов, состоящих из ядра с зарядом и одного электрона, движущегося вокруг ядра.

Можно доказать, что энергия электрона может принимать только определенные дискретные значения:

(n=1,2,3,….),

где - номер стационарной орбиты, а знак минус означает, что электрон находится в связанном состоянии.

Из полученного выражения видно, что полная энергия электрона в водородоподобном атоме отрицательна и зависит от номера орбиты, по которой движется электрон, т.е. может принимать только дискретные значения.

При n=1

Т.к. полная энергия отрицательна, то чем меньше её абсолютное значение, тем больше значение полной энергии. Следовательно, с ростом n энергия увеличивается.

При .это и есть максимальное значение энергии системы, состоящей из ядра и одного электрона.

ФРАНКА - ГЕРЦА ОПЫТ - опыт, показавший, что внутр. энергия атома не может изменяться непрерывно, а принимает определённые дискретные значения (квантуется). Впервые поставлен в 1913 нем. физиками Дж. Франком и Г. Герцем. Сыграл важную роль в эксперим. подтверждении теории атома Бора

В опыте исследовалась зависимость силы тока I от ускоряющего потенциала V между катодом К (рис. 1) и сеткой C₁; между сеткой С₂ и анодом А приложен замедляющий потенциал. Электроны, ускоренные в области I, испытывают в области II соударения с атомами паров ртути, заполняющими трубку Л. На анод А попадают только те электроны, энергия к-рых после соударения с атомом достаточна для преодоления замедляющего потенциала в области III. При увеличении ускоряющего потенциала от 0 до 4,9 В гальванометр показал монотонный рост I; т.о., в этой области V соударения электронов с атомами носят упругий характер, внутр. энергия атомов не меняется. При значении V >=4,9 B (и кратных ему значениях V >=9,8; 14,7 B,...)на кривой I(V)появляются спады (рис. 2): соударения электронов с атомами становятся неупругими- внутр. энергия атомов растёт за счёт энергии электронов.

Рис. 1. Схема опыта Франка-Герца.

Таким образом, Ф.- Г. о. показал, что спектр поглощаемой атомом энергии не непрерывен, а дискретен, мин. порция энергии (квант энергии), к-рую может поглотить атом Hg, равна 4,9 эВ. Значение длины волны l=253,7 нм свечения паров Hg, возникавшее при V >=4,9 B, оказалось в соответствии со вторым постулатом Бора

где -энергии основного и возбуждённого уровней энергии; в Ф.- Г. о.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: