Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Физика

Вопрос №49.Линейчатые спектры атома водорода и их объяснение в рамках представлений Н. Бора.  Просмотрен 475

  1. Вопрос 42. Нормальная и аномальная дисперсия света. Ход лучей в призме. Дисперсионный спектр.
  2. Вопрос 43. Рассеяние света .Закон Рэлея.
  3. Вопрос 45. Фотоэлектронная эмиссия. Законы внешнего фотоэффекта. Формула Эйнштейна.
  4. Вопрос №46. Гипотеза о фотонах. Эффект Комптона.
  5. Вопрос №47. Модели атома Томсона и Резерфорда.
  6. Вопрос 48. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца.
  7. Вопрос 50. Гипотеза де Бройля. Дифранция электронных пучков в тонких слоях кристаллов.
  8. Вопрос 51. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределённостей. Boлновая функция и ее физический смысл.
  9. Вопрос 52. Вероятности квантовых переходов. Молекулярные спектры. Люминесценция.
  10. Вопрос 53. Стимулированное излучение. Устройство лазеров. Свойства лазерного излучения.
  11. Вопрос54.Энергетические зоны в кристаллах. Проводники, диэлектрики и полупроводники. Энергия активации.
  12. Вопрос 55. Собственная проводимость в полупроводниках. Проводимость n-типа и р-типа

Oбъяснение дискретности спектра испускания атома водорода в рамках теории Н.Бора.Рассмотрим движение электрона в водородоподобной системе, ограничиваясь круговыми стационарными орбитами. Проводится расчёт радиуса n-ной стационарной орбиты электрона на основе соотношения для 2-ого закона Ньютона ¾ ¾ и правила квантования орбит, предложенного Зоммерфельдом и Бором, ¾ Для величины радиуса орбиты получают выражение: в случае водорода (Z=1) 5.28 ×10-11м.

Полная энергия электрона в водородоподобной системе складывается из кинетической и потенциальной энергий: или с учетом квантования радиуса орбит электронов в атоме, т.е., дискретных величин Здесь знак «—» означает, что электрон находится в связанном состоянии. Целое число n, определяющее энергетические уровни атома, называют главным квантовым числом. Энергетич. уровень с n=1именуют основным (нормальным) уровнем, а соответствующее ему состояние атома носит название основного (нормального) состояния. Уровни с n>1и соответствующие им энергетические состояния называются возбуждёнными.

Ø Придавая nцелочисленные значения, получаем для атома водорода энергетические уровни, представленные на рис.5,a. Минимальная энергия атома водорода: - 13.6 eV, максимальную энергию оценивают для n → ¥ и называют энергией ионизации (с её получением происходит отрыв электрона от атома). Переход из стационарного состояния nв стационарное состояние mсопровождается испусканием кванта (выше на рис.3 для примера приведены частоты, наблюдаемые в серии Бальмера): где теоретическое значение Rхорошо согласуется со значением постоянной Ридберга, определённым из эксперимента.

Ø Теория, предложенная Бором, сыграла огромную роль в создании атомной физики, в развитии атомной и молекулярной спектроскопии, но её внутренняя противоречивость — соединение классических и квантовых представлений — не позволили на её основе объяснить спектры многоэлектронных атомов (даже простейшего из них — атома He, включающего помимо ядра 2 электрона). Кроме того, в рамках теории не описывались интенсивности спектральных линий, даже для изученного в теории спектра свечения водорода. Для этого был необходим расчёт вероятностей квантовых переходов между состояниями электронов в атомах, такой расчёт оказался возможен в рамках особой теории – квантовой механики, предложенной Э.Шрёдингером и далее разработанной М.Борном и В.Гейзенбергом.

Предыдущая статья:Вопрос 48. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца. Следующая статья:Вопрос 50. Гипотеза де Бройля. Дифранция электронных пучков в тонких слоях кристаллов.
page speed (0.0181 sec, direct)