АТОМНАЯ ФИЗИКА

Краткие теоретические сведения и основные формулы

Опыт Резерфорда. Ядсрная модель атома

В 1911 г. Резерфорд и его сотрудники исследовали рассеивание а-частиц при прохождении через тонкие металлические слои фольги. При прохождении через фольгу атомы отклонялись от первоначального направления движения под различными углами. Оказалось, что некоторое количество а-частиц рассеивается под очень большими углами (почти до 180°). Резерфорд пришёл к выводу, что это возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле, которое создаётся зарядом, связанным с большой массой и сконцентрированным в очень малом объёме.

Основываясь на этом выводе, Резерфорд предложил ядерную модель атома. Атом представляет собой систему зарядов, в центре которой расположено тяжёлое положительно заряженное ядро с зарядом Ze, имеющее размеры, не превышающие 10~14 м, а вокруг ядра расположены Z электронов, распределённых по всему объёму, занимаемому атомом. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Теория Бора для водородоподобных систем

Первый постулат Бора: Существуют стационарные состояния атома, находясь в которых он не излучает энергию. Для таких состояний электрон в атоме, двигаясь по круговой орбите, должен иметь квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию:

Ln=mtyr = rih (п =1,2,3...)

где те - масса электрона, v - скорость его движения по орбите радиуса г, Й= 1,05 10-34Дж с- постоянная Планка (иногда используют величину /г = 2лй, также называемую постоянной Планка), число п-номер состояния, оно называется главным квантовым числом.

Второй постулат Бора: При переходе атома из стационарного состояния с номером п в стационарное состояние с номером т испускается или поглощается один фотон с энергией:

ha = En-Em

или

hv = E„-Е„,

где Епи Ет- энергия электрона на соответствующих орбитах, h = —, 2л v - частота, со = 2л v.

Обобщённая сериальная формула Бальмера:

- = HZ2] Д- - Д1 (лэт=1,2,3...; п= т+1, т+2,...), Л т п J

где R- постоянная Ридберга, т и п- главные квантовые числа, Z-порядковый номер химического элемента, л - длина волны, Л. = —.

v

Эта формула определяет длину волны света, излучаемого или поглощаемого атомом водорода (или водородоподобным ионом) при переходе из одного стационарного состояния в другое.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >