ТОП 10:

Закономерности в атомных спектрах.



Закономерность расположения линии в атоме водорода бала исследована в 1885г. И. Бальмером для видимой области спектра.

 

в видимой области спектра наблюдаются 4 линии: Нα,β,γ, ; Бальмером было установлено, что λ соответствует линиям подчиняющимся соотношению:

(1) λ = В nn-4 ; В=const; n=3,4,5,6(Нα,β,γ, )

в последствии было обнаружены дополнительные линии в спектре атома водорода и для них расчет по формуле (1) не давал хорошего совпадения.

Из (1):

 

(2)ф.Бальмера

 

 

4/В - постоянная Ридберга

В последствии было установлено, что в спектре атома водорода наблюдается еще несколько серий:

 

Крайний УФ

серия Лаймана

 

Инфр. кр.

с.Пашена

 

 

с. Брекета

 

 

с. Пфунда

В рез-те все серии можно описать формулой Бальмера: (3)

n=m+1,m+2,m+3

Постулаты Бора.

Целью работы было объединить в единое целое следующее: эмпирические закономерности в спектре атома водорода; ядерную модель атома Резерфорда; квантовый характер испускания и поглощения света.

Первоначально в теории Бора сохранялась классическое описание движения электронов, но для достижения цели ему пришлось наложить некоторые ограничения, которые он сформулировал в виде постулатов:

1 Постулат стацион. состояний: сущ-ют некоторые стацион-е состояния атома, находясь в которых атом не излучает энергии, этим стац-ым состояниям соответствуют опред-е (стац-е) орбиты, по которым движ-ся электрон.

2 Правило квантования орбит: в стац-ых состояниях атом электрона двигаясь по круговой орбите должен иметь строго опред-ое квантованные значения момента импульса, удовл-ие условию: (4)nrn = nħ; n=1,2,3,…-N стац-ой орбиты; r-радиус стац-ой орбиты; υ–скорость движ-ия электрона по орбите rn;

3 Правило частот: при переходе из одного стац-го состояния в другое, испускается или поглощается один квант энергии: Еn < Еm -поглощение энергии

Еnm = h υnm

Еn > Еm –излучение энергии

Постулаты 1 и 3 были подтверждены опытом Франка и Герца (1914г.):

 

 

в трубке заполненной парами ртути под небольшим давлением(~1 мм рт ст), имелись три электрода: катод К, сетка С и анод А; электроны, вылетавшие из К вследствие термоэлектронной эмиссии, ускорялись разностью потенциалов U, приложенной между К и С; эту разность потенциалов можно было плавно менять с помощью потенциометра П; между С и А создавалось слабое электр-ое поле, тормозившее движ-е электронов к А. Исследовалась зависимость силы тока в цепи анода от напряжения между К и С: сила тока измерялась гальванометром Г, напряжение – вольтметром В; видно, что сила тока вначале монотонно возрастает, достигая max приU=4,9 В, после чего с дальнейшим увеличением U резко падает, достигая min, и снова начинает расти; такой ход кривой объясняется тем, что вследствие дискретности энергетич-х уровней атомы могут воспринимать энергию только порциями: ∆Е121 либо ∆Е231 и т.д., где Е1,Е2,Е3…-энергия 1-го, 2-го, 3-го и т.д. стац-ых состояний. Таким образом, в опытах непосредственно обнаруживается сущ-ие у атомов дискретных энергетических уровней могут воспринимать энергию только порциями:

 

 

Волновые св-ва вещества, гипотеза де Бройля.

Де Бройль высказал гипотезу, что частицам вещества также как и свету присущи, наряду с корпускулярными волновыми св-ми, и другие свойства.(т.е. каждой частице можно сопоставить волну). Де Бройль развил представление о волновых св-ах вещества, он рассмотрел движение свободного электрона, и можно представить, что движ-ю своб-го электрона соответствует плоская монохроматическая волна.

Уравнение плоской монохр-ой волны распрастр-ся вдоль оси Х: U(x,t)=a cos(ωt-kx) (2); kx - нач-я фаза, k – волновое число, ω – угловая частота.

Можно представить иначе: U(x,t)=a ei (ωt-kx) (2’)

Для светового фотона : Е=hυ=hСλ=ħ2Пυ=ħω;(3)

Импульс светового фотона: p=C=hλ=ħk; (4)

Де Бройль предположил, что для электрона применимы соотношения (2) – (4),тогда урав-ие волны сопутствующей движению электрона можно представить:

ψ(x,t)=C ei (Eħ- Pħ x) (5) –урав-ие волны де Бройля для электрона движ-ся вдоль оси Х. при любом движ-ии:

ψ(x,y,z,t)=C ei (Eħ t - Pħ r) .

Таким образом, движению любой частицы должна сопутствовать волна, которая наз-ся волной де Бройля и определяется следующим соотношением: λБ=hр ; (6)р-импульс частицы.







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.15.142 (0.004 с.)