Электр жєне магнетизм
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- (I) Бордың бірінші постулаты
- (II) Бордың екінші постулаты
- 4. Франк және Герц тәжірибелері
- 5. Бор бойынша сутегі атомының спектрі.
| Лайман сериясы:
және инфрақызыл аймақта да Пашен сериясы: Брэкет сериясы: Пфунд сериясы: Кэмфри сериясы: Барлық осы сериялар жалпыланған Бальмер формуласымен бейнеленуі мүмкін: m=1,2,3,4,5,6 – серияны анықтайды, ал n=m+1,m+2,… осы серияның жеке сызығын анықтайды. n cызық жоғарыласа, сериялар бір-біріне жақындайды, ал мәні тұтас спектрді жалғастыратын үлкен жиілік жағындағы серия шекарасын анықтайды. Cоған ұқсас сериялар басқа атомдардың сызықтық спектрінде бөлінген болатын. 3.Бор постулаттары. Сызықтық спектрдің заңдылығын түсіндіру үшін Бор Резерфордтың планетарлық атом моделі мен Планктың жарықтың кванттық табиғаты туралы гипотезаны біріктірді. Бор атомының теориясы 2 постулатпен негізделген: (I) Бордың бірінші постулаты (стационарлық жағдайдағы постулат): Атомдарда энергия шығармайтын стационарлы (уақыт бойынша өзгермейтін) жағдайлар бар. Атомның стационарлы жағдайына стационарлық орбиталар бойымен қозғалатын электрондар сәйкес келеді. Әр стационарлық жағдай энергияның шектелген (дискретті) шамасымен сипатталады. Стационарлы орбита бойындағы электрондардың қозғалысы электромагниттік толқынның сәуле шығаруымен анықталмайды. Бордың орбиталдық кванттық ережесі бойынша атомның стационарлық жағдайындағы электрон орбитаның бойымен қозғала отырып, төмендегі шартты қанағаттандырады ипмульс моментінің кванттық мәніне ие болуға тиіс. Мұндағы -электронның массасы, - ші радиус орбитасындағы жылдамдығы. (II) Бордың екінші постулаты (жиілік ережесі): Атом бір стационарлық күйден екіншісіне көшкенде бір фотон стационарлық күйлерге сәйкес энергиялар айырмасына тең энергиямен шығарылады және жұтылады. Сәуле шығару атомның көп энергиялы жағдайынан аз энергиялы жағдайына ауысуы кезінде болады (электронның ядродан көбірек алыстатылған орбитадан ядроға жақын орбитаға ауысуы). Фотонның жұтылуы атомның көп энергиялы жағдаймен ауысуымен шығарылады (электронның ядродан көбірек алыстатылған орбитаға ауысуы). Кванттық өтулердің барлық мүмкін болатын дискретті жиілігінің жиыны: атомның сызықтық спектрін сипаттайды. 4. Франк және Герц тәжірибелері Ф ранк және Герцтің әдістері атомдағы стационарлық жағдайлардың бар болуын тәжірибе түрінде дәлелдеді. К катодпен эмиттірленген электрондар катод пен C1 тордың арасындағы үдетілген айырымының әсерінен 1-ші аймақта айдалады. 2-ші аймақта электрондар сынап буы арқылы өтеді және А анодына жетеді. Сынап атомының бірінші қозған күйінің энергиясы 4.86 эВ. Үдетілген потенциалды осы шамаға дейін өсірсе, электрондардың атомдармен соқтығысуы серпімсіз болады. Электрон өткізгіш негізгі күйден бірінші қозған күйге дейін қыздырылып (энергияның сынап атомдарымен жұтылуы), кинетикалық энергияны атомдарға береді – қондырғыдағы ток тез төмендейді. -ді ары қарай жоғарылатса, ток көрсеткіші энергияда да байқалады, электрондар 2, 3, ... серпімсіз соқтығысулардан өткенде, = 4,86 эВ. Сондықтан, шынымен де атомда стационарлық күй бар (Бордың бірінші постулатының дәлелдемесі). Сынаптың қозған атомдары, негізгі күйге өте отырып, жарық квантын шағылыстырады, толқын ұзындығы нм (Бордың екінші постулатының дәлелдемесі). 5. Бор бойынша сутегі атомының спектрі. Дөңгелек стационарлы орбитамен шектеле отырып, сутегі тектес жүйедегі электронның қозғалысын қарастырайық. Ньютонның екінші заңы (басқа түрде: ) және импульс моментінің квантталуының шарты: арқылы электронның ші стационарлы орбитасының радиусын табуға болады: Электронның бірінші орбитасының радиусы сутегі үшін (бірінші бор радиусы): Сутегі тектес жүйедегі электронның толық энергиясы кинетикалық және потенциалдық энергиялардың қосылуынан табылады: ж әне орбиталарының квантталуын ескере отырып, аламыз.
мұндағы минус таңбасы электронның байланысқан күйде екендігін білдіреді.
теориялық мәні тәжірибе жүзінде анықталған Ридберг тұрақтысының мәнімен жақсы келісіледі. Бор теориясы атомдық физикада, атомдық және молекулалық спектроскопияның дамуында үлкен роль атқарады, бірақ оның ішкі қарама-қайшылығы – классикалық және кванттық көрсеткіштердің қосылысы – соның негізінде көп электронды атомның спектрін дәлелдеуге жол бермеді (олардың ішіндегі ең қарапайымы – ядроның жанында екі электроны бар гелий атомы). жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|