Теория атома водорода по Бору

атома водорода по Бору
Саратов 2014

особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная

энергия En. В стационарном состоянии атом не излучает.

Постулат находится в противоречии с классической механикой (Энергия движущихся электронов может быть любой), с электродинамикой Максвелла, т.к. допускает возможность ускоренного движения без излучения электромагнитных волн.

Нильс Бор
1885-1962

из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние

с меньшей энергией En. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний.

При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией, при излучении – из стационарного с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.
Второй постулат противоречит электродинамике Максвелла, т.к. частота излученного света свидетельствует не об особенностях движения электрона, а лишь об изменении энергии атома

переходит из низших энергетический состояний в высшие. При этом он

поглощает излучение той же самой частоты, которую излучает , переходя из высших энергетических состояний в низшие.

потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром в абсолютной системе единиц.

e – модуль заряда электрона, r – расстояние от электрона до ядра.

Произвольная постоянная, с точностью до которой определяется потенциальная энергия, принята равной нулю.
Wp<0, так как взаимодействующие частицы имеют заряды противоположных знаков.
E=Eкин+Wp – полная энергия атома.

- центростремительное ускорение по второму закону Ньютона сообщает электрону на орбите кулоновская сила.

определенное значение En.
Электрон движется по круговой орбите, то
mvr

– момент импульса в механике

- Постоянная Планка.

Бор предположил, что произведение модуля импульса на радиус орбиты кратно постоянной Планка.

электронных орбит определяют:
Наименьший радиус орбиты:
Размеры атома определяются квантовыми законами (радиус

пропорционален квадрату постоянной Планка). Классическая теория не может объяснить, почему атом имеет размеры порядка 10-8см.

уровни).

водорода, ему нужно сообщить энергию 13,53 эВ – энергия ионизации.
Возбуждающий

атом: n=2, 3, 4, …
τ = 10-8с – время жизни в возбужденном состоянии. За время τ электрон успевает совершить около ста миллионов оборотов вокруг ядра.

109737,316 см-1
Теория Бора приводит к количественному согласию с экспериментом для

значений частот, излучаемых атомом водорода. Все частоты излучений атома водорода образуют ряд серий, каждому из которых соответствует определенное значение числа n и различные значения k > n.

Теодор Лайман.
Данная серия образуется при переходах электронов с возбуждённых энергетических

уровней на первый в спектре излучения и с первого уровня на все остальные при поглощении.
Серия Бальмера – открыл в 1885 г. Иоганн Бальмер. Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на второй в спектре излучения и со второго уровня на все вышележащие уровни при поглощении.
Серия Пашена – открыл в 1908 г. Фридрих Пашен.
Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на третий в спектре излучения и с третьего уровня на все вышележащие уровни при поглощении.

были также обнаружены:
серия Пашена:
серия Брэкета:
серия Пфунда:
серия Хэмфри:

водорода очевидны. Однако в
настоящее время, очевидно, что она является лишь

переходным мостиком от классической
физики к квантовой, и имеет преимущественно историческое значение. Внутренние
противоречия, заключающиеся в непоследовательном сочетании классических и
квантовых законов, не позволили построить теорию многоэлектронных атомов. Даже
простейший из них, атом гелия, обладающий двумя электронами, не удалось описать в
рамках боровских представлений.

Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных

частиц
Г. А. ЗИСМАН и О. М. ТОДЕС - КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ Том 3
http://www.physbook.ru/index.php/A._%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0_%D0%91%D0%BE%D1%80%D0%B0