34. Опты Резерфорда. Спектры атома водорода.

В 1903 г. Томсон предложил модель атома согласно которой атом представл. собой равномернозаполн. положит. зарядом шар, внутри которого находятся электроны. В 1911 Резерфорд исследовал рассеивание альфа частиц при прохождении через тонкий металлический слой, при прохождении через фольгу альфа частицы отклонялись от первоначального направления на различные углы. Причем некоторое количество альфа частиц отклонялось на очень большие углы(180 градусов).

Резерфорд пришел к выводу, что сильное отклонение возможно лишь в том случае, если в нутрии атома имеется сильное электр. поле., которое создается зарядом сконцентрированном в очень малом объеме. Основн. на этом Резерфорд предложил ядерную модель атома. Согласно которой атом представляет собой систему зарядов, центры которой расположены тяжелое положительное ядро размером приблиз. м, а вокруг ядра расположены электроны. Поскольку система неподвижных зарядов не может находиться в устойчивом состоянии Резерфорду пришлось предложить , что электроны движутся вокруг ядра. Однако в этом случае электрон будет двигаться с ускорением и, следовательно, должен непрерывно излучать электромагнитные волны. Его энергия будет уменьшаться и поэтому он, в конечном счете, должен упасть на ядро. Выход из создавшейся ситуации был предложен Бором в 1913 г.

Среди оптических свойств атома, важнейшим является его спектральное изл-е. Спектр из-я атомарного вод-да сост. из атомных спектр-ых линий. В 1885 г. Бальмер обнаружел, что длины волн этой серии линий водорода могут быть представлены в виде: n=3,4,5….. Если перейти к частоте то можно записать ) n-3,4,5.. (Ф-ла Больмера, а соответствующая серия спектральной литии атома водорода назыв. серией Бальмера),R- экс-но определ-ая постоянная Ридберга.

Серия Лаймона ) n=2,3,4.. Эта серия лежит в ультрофиал-ой части света.

Серия Пашена ) n=4,5,6..

Серия Брэкета ) n=5,6,7.. Эти две серии находятся в инфракрасной серии спектра. Частоты всех линий спектра атома водорода можно представить в виде обобщенной формулы Больмера: где n,m =1 для серии Лймана

n,m =2 для серии Бальмера

n,m =3 для серии Пашена

35. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца.

Постулаты Бора – основные допущения, сформулированные Нильсом Бором в 1913 году для объяснения закономерности линейчатого спектра атома водорода и водородоподобных ионов (формула Бальмера-Ридберга) и квантового характера испускания и поглощения света. Бор исходил из планетарной модели атома Резерфорда.

Постулаты:

1.Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам для которых момент импульса квантуется: mv_nr_n = nħ, где n – натуральные числа, а ħ = h/2π – постоянная Планка.

2.При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии hν = E_n – E_m, где E_n, E_m – энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний – поглощается.

Бор предположил, что из всех возможных орбит электрона осуществляются только те, для которых момент импульса равен целому кратному постоянной Планка ħ, деленной на 2π. Теория Бора была весьма крупным шагом в развитии теории атома. Она с полной отчетливостью показала неприменимость классической физики к внутриатомным явлениям и главенствующее значение квантовых законов в микромире.

1914 году Франк и Герц поставили опыт, подтверждающий теорию Бора: атомы разреженного газа обстреливались медленными электронами с последующим исследованием распределения электронов по абсолютным значениям скоростей до и после столкновения. При упругом ударе распределение не должно меняться, так как изменяется только направление вектора скорости. Результаты показали, что при скоростях электронов меньше некоторого критического значения удары упруги, а при критической скорости столкновения становятся неупругими, электроны теряют энергию, а атомы газа переходят в возбуждённое состояние. При дальнейшем увеличении скорости удары снова становились упругими, пока не достигалась новая критическая скорость. Наблюдаемое явление позволили сделать вывод о том, что атом может или вообще не поглощать энергию, или же поглощать в количествах равных разности энергий стационарных состояний.