Reklama

Квантовые постулаты Бора

Планетарная модель атома, предложенная Резерфордом, – это попытка внедрения традиционных представлений о движении тел к явлениям атомных масштабов. Эта попытка оказалась несостоятельной. Традиционный атом неустойчив. Электроны, передвигающиеся по орбите с ускорением, должны безизбежно свалиться на ядро, растратив всю энергию на излучение электрических волн (рис. 9.2.1).

Неустойчивость традиционного атома. 1
Набросок 9.2.1. Неустойчивость традиционного атома.

Последующий шаг в развитии представлений об устройстве атома сделал в 1913 году выдающийся датский физик Н. Бор. Проанализировав всю совокупа опытнейших фактов, Бор сделал вывод, что при описании поведения атомных систем следует отрешиться от многих представлений традиционной физики. Он определил постулаты, которым должна удовлетворять новенькая теория о строении атомов. 1-ый постулат Бора (постулат стационарных состояний) говорит: атомная система может находится исключительно в особенных стационарных либо квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En.

В стационарных состояниях атом не испускает. Этот постулат находится в очевидном противоречии с традиционной механикой, согласно которой энергия передвигающегося электрона может быть хоть какой. Он находится в противоречии и с электродинамикой, потому что допускает возможность ускоренного движения электронов без излучения электрических волн. Согласно первому постулату Бора, атом характеризуется системой энергетических уровней, любой из которых соответствует определенному стационарному состоянию (рис. 9.2.2). Механическая энергия электрона, передвигающегося по замкнутой линии движения вокруг положительно заряженного ядра, отрицательна. Потому всем стационарным состояниям соответствуют значения энергии En < 0. При En ≥ 0 электрон удаляется от ядра (ионизация). Величина |E1| именуется энергией ионизации. Состояние с энергией E1 именуется главным состоянием атома.

Энерго уровни атома 2
Набросок 9.2.2. Энерго уровни атома и условное изображение процессов поглощения и испускания фотонов.

2-ой постулат Бора (правило частот) формулируется последующим образом: при переходе атома из 1-го стационарного состояния с энергией En в другое стационарное состояние с энергией Em излучается либо поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

hνnm = En – Em,

где h – неизменная Планка. Отсюда можно выразить частоту излучения:

 Квантовые постулаты Бора

  2-ой постулат Бора также противоречит электродинамике Максвелла, потому что частота излучения определяется только конфигурацией энергии атома и никак не находится в зависимости от нрава движения электрона. Теория Бора не отвергла стопроцентно законы традиционной физики при описании поведения атомных систем. В ней сохранились представления об орбитальном движении электронов в кулоновском поле ядра. Традиционная ядерная модель атома Резерфорда была дополнена в теории Бора мыслью о квантовании электрических орбит. Потому теорию Бора время от времени именуют полуклассической.

Reklama