Спектры излучения и поглощения света.

*Изучение структуры атома основано на анализе спектров света, излучаемого или поглощаемого атомами.

1. Информацию о внешней области электронной оболочки получают из оптических спектров,

2. о строении внутренних оболочек судят по рентгеновским спектрам.

* Возбуждение: соударения атомов( тепловое возбуждение), столкновения атомов с электронами, при поглощении света, химические реакции и т.д.

Эмиссионный спектр есть результат спектрографического разложения света испускаемого возбужденными атомами.

*Непрерывные спектры - это такие спектры, в которых представлены все длины волн.( сплошная разноцветная полоса).

Твердые и жидкие тела дают такие спектры.

* Линеичатые спектры - это такие спектры, в которых

представлены только отдельные частоты (отдельные цветные линии различной яркости, разделенные широкими темными полосами.

Вещество в газообразном атомарном состоянии.

*Полосатый спектр это такие спектры, в которых представлены отдельные полосы частот, разделенные темными промежутками. Каждая полоса - это совокупность большого числа очень тесно расположенных линий.

Газообразное вещество в молекулярном состоянии.

*Для исследования структуры атомов используется также поглощение света. - Спектры поглощения, абсорбционный спектр Эмиссионный и абсорбционный спектры, в основном, идентичны

*Исследование спектров излучения разреженных газов показали, что каждому газу присущ определенный линейчатый спектр. После открытия электрона стала очевидной связь явлений излучения и поглощения света с наличием в них электронов.

*Свет - это эл.магн.волна. Самым изученным является спектр атома водорода, который содержит несколько линий: красную, зелено-голубую, синюю, две фиолетовых.

*Швейцарский ученый И.Бальмер (1825-1898) предложил эмпирическую зависимость для определения частот линий спектра водорода.

Модель н.Бора

*Первая попытка построить качественно новую - квантовую - теорию атома была предпринята в 1913 году Н.Вором. Он поставил цель связать в единое целое эмпирические закономерности линейчатых спектров, ядерную модель Резерфорда и квантовый характер излучения и поглощения света. Очевидно, что результаты классической электродинамики неприменимы к внутриатомным процессам. В основу своей теории Н.Бор положил следующие постулаты:

*Первый постулат Бора (постулат стационарных

состояний): в атоме существуют стационарные состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн. Этот постулат находится в противоречии с классической теорией.

• Второй постулат Бора ( правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается или поглощается один фотон с энергией h * v = En - Em ,

равной разности энергий соответствующих стационарных состояний.

*Набор возможных дискретных частот v квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атома. Теория Бора блестяще объяснила экспериментально наблюдаемый линейчатый спектр водорода.

*Второй постулат можно рассматривать как следствие закона сохранения энергии и гипотезы о существовании фотонов.

• Немецкие физики Д.Франк и Г.Герц, изучая методом задерживающего потенциала столкновение электронов с атомами газов (в 1913 г.), экспериментально подтвердили существование стационарных состояний и дискретность значений энергии атомов. (электроны при столкновении с атомами ртути передают атомам только определенные порции - кванты - энергии Опыты Франка и Герца подтвердили оба постулата Бора

*Однако построить количественную теорию на основе теории Бора для других атомов не удалось.

*Теория Бора является половинчатой, внутренне противоречивой (законы механики Ньютона и закон Кулона - квантовые постулаты).