І. Теоретичні відомості

Експериментальне дослідження спектрів випромінювання різних розріджених газів (тобто спектрів випромінювання атомів) виявили лінійчасті спектри, для яких справджуються певні закономірності.

Для водню було виявлено, що спектри випромінювання в енергетичному діапазоні розміщуються серіями ліній, котрі відносяться до однієї серії і зв’язані між собою функціональними залежностями.

Для видимої частини спектру випромінювання водню Бальмер виявив серію ліній (серію Бальмера), частота яких виражається емпіричною формулою:

, (1)

де n =3, 4, 5, 6... ; R=3,28 – стала Рідберга.

У спектрі водню знаходиться ще декілька серій, зокрема серія Лаймана в ультрафіолетовій частині спектра і серія Пашена в інфрачервоній частині спектра (рис. 1). Серія Лаймана описується формулою:

, (2)

де n = 2, 3, 4; а серія Пашена – формулою:

, (3)

де n = 4, 5, 6.

Серії Бальмера, Лаймана і Пашена схематично зображені на рис.1.

Лінійчастий характер спектрів випромінювання (і поглинання) атомів вказує на те, що атом може випромінювати (і поглинати) енергію тільки певними порціями – квантами. Тобто, звідси випливає, що атом може знаходитися лише в певних дискретних енергетичних станах. Переходячи з одного стану в інший, він випромінює або поглинає квант енергії, який дорівнює різниці енергій початкового і кінцевого станів (до випромінювання і після цього).

Виходячи з уявлень про дискретність енергетичних станів атома Н. Бор (1913 р., датський фізик) створив квантову теорію будови атома. В основу поклав три постулати (постулати Бора):

1. Електрони можуть рухатися в атомі тільки по орбітах цілком певного радіуса. Момент кількості руху електрона на цих орбітах кратний величині :

, (4)

де m – маса електрона, v – швидкість електрона, r – радіус орбіти, n – головне квантове число (n – 1, 2, 3...), h – стала Планка.

2. Рух електронів на стаціонарних орбітах не супроводжується випромінюванням (поглинанням) енергії.

3. Перехід електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу супроводжується випромінюванням (або поглинанням кванта енергії).

Величина цього кванта hv дорівнює різниці енергії (W₁ і W₂) стаціонарних станів атома до і після випромінювання (поглинання):

hv = W₁ - W₂ . (5)

Умову (4) називають умовою квантування радіуса орбіт, а умову (5) – умовою частот.

Отже, частота електромагнітних хвиль, які випромінюються атомом, визначається не частотою обертання електрона навколо атома, а різницею енергій стаціонарних станів атома.

Таким чином, постулати Бора суттєво доповнили модель Резерфорда, позбавивши її від протиріч з експериментом щодо стійкості атомів.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ВИВЧЕННЯ ВОДНЕВИХ СПЕКТРІВ ТА ВИЗНАЧЕННЯ СТАЛОЇ РІДБЕРГА	\|	Спектр водню і будова атома водню. Енергетичні рівні в атомі водню.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.