V-kosmose.com

Главные постулаты в модели Бора

Физика > Главные допущения в модели Бора

 

Рассмотрите основные постулаты и допущения в модели строения атома Нильса Бора: вращение электронов вокруг ядра, излучение и потеря энергии, спектр водорода.

Бор сумел объяснить спектр водорода, основываясь на квантовании и постоянной Планка.

Задача обучения

  • Рассмотреть главные постулаты Бора в планетарной модели атома.

Основные пункты

  • В классической электродинамике атом будет неустойчивым.
  • Чтобы объяснить водородный спектр, Бор выдвинул ряд предположений, оставляя электрону только конкретные классические движения.
  • Он сделал еще один шаг в продвижении квантования и объяснения микроскопических миров.

Термины

  • Черное тело – идеализированный физический объект, впитывающий все поступающие ЭМ-лучи.
  • Фотоэлектрический эффект – появление электронов, вышедших из вещества из-за поглощения их энергии от ЭМ-лучей.

В классической динамике атом остается неустойчивым. Чтобы решить эту загадку, Нильс Бор в 1913 году выдвинул собственную модель строения атома. Он предположил, что электроны обязаны ограничиваться лишь классическими движениями:

  • вращаются вокруг ядра.
  • могут стабилизироваться на конкретных орбитах, но не излучать. Орбиты связывались с энергиями и именуются энергетическими уровнями. Здесь ускорение электрона не вызывает радиацию и потерю энергии.
  • электроны могут получить или расходовать энергию при переходе между орбитами: ΔE = E2 - E1 = hν (h – постоянная Планка). Бор также предположил, что момент количества движения L ограничен целой кратной фиксированной единицей: L = n · h/2π  = nℏ (n – главное квантовое число, а ℏ = h/2π).

Вскоре Эйнштейн использовал новую концепцию квантования энергии и применил постоянную Планка, чтобы разобраться в фотоэффектах. Он предположил, что электромагнитные лучи контактируют с веществом в виде частиц (фотоны).

Бору удалось объяснить спектр водорода. В момент радикального развития в начале 20-го века физики начали осознавать, что для изучения микроскопического мира им не обойтись без квантования.

Это модель водорода (Z = 1) или водородоподобного иона (Z > 1), где ион с отрицательным зарядом помещен в атомную оболочку, а скачек между орбитами приводит к выпущенному или поглощенному количеству ЭМ-энергии. Орбиты отмечены серыми кругами, а их радиус возрастает с увеличением n2 (n – главное квантовое число). Представленный здесь переход 3 → 2 дает первую линию бальмеровской серии, а для водорода (Z = 1) приводит к фотону с длиной волны 656 нм (красный свет)