26 Модели атома Томсона и Резерфорда

Томсон в 1903 создал модель атома,по кот. атом представл собой непрерывно заряж положит зарядом шар радиусом порядка 10^–10 м, внутри кот около своих положений равновесия колеблются е; суммарный отриц заряд е равен положит заря­ду шара, поэтому атом в целом нейтрален. Через неск лет было доказ, что представление о непрерывно распредел внутри атома положит заряде ошибочно.

Резерфорд в 1911 г. предложил ядерную (планетарную) модель атома. По этой модели, вокруг положит ядра, имеющего заряд Zе (Z — порядковый номер элемента в системе Менделеева, е — элементарный заряд), размер 10^–15—10^–14 м и массу, почти равную массе атома, в обл с линейными размерами порядка 10^–10 м по замкнутым орбитам движутся е, образуя электрон оболочку атома.Т.к. атомы нейтральны, то заряд ядра равен суммарн заряду е, т. е. вокруг ядра должно вращаться Z е.

Предположим, что е движ вокруг ядра по круговой орбите радиуса r. При этом кулоновск сила взаимодействия между ядром и е сообщает е центростремит ускорение. 2 з-н Ньютона для е, движущ по окружности под действием кулоновск силы, имеет вид где т_e, и v — масса и скорость е на орбите радиуса r, ₀ — электрическая постоянная.

Ур-ние содерж 2 неизвестных: r и v. Значит, сущ бесчислен мн-во знач радиуса и соответст ему знач скоро, удовлетворяющ этому ур-нию. Поэтому величины r, v (значит и Е) могут мен непрерывно, т. е. может испускаться люб, а не определ порция энергии. Тогда спектры атомов должны быть сплошными. На самом деле опыт показыв, что атомы имеют линейчатый спектр. Из выр-ния следует, что при r10^–10 м скорость движ е v = 10⁶ м/с, а ускорение v²/r =10²² м/с².Уско­ренно движущ е должны излуч ЭМ волны и непрерывно терять энергию. В рез-те е будут приближ к ядру и в конце концов упадут на него. Значит, атом Резерфорда оказыв неустойчив сист, что противоречит действительности.

Модель Томсона была опровергнута опытами Резерфорда, ядерная же модель оказалась неустойч электродинамически и противоречила опытным данным.

27 Постулаты Бора

Первая попытка построить новую квантов теорию атома была предпринята в 1913 Нильсом Бором. Он поставил перед собой цель связ в единое целое эмпирические закономерности линейчат спектров, ядерную модель атома Резерфорда и квантовый хар-р излучения и погло­щения света. В осн своей теории Бор положил 2 постулата.

1 постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме суще стационарные (не изменяющ со временем) состояния, в кот он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответств стационарные орбиты, по кот движутся e. Движение e по стационарным орбитам не сопровождается излучением ЭМ волн.

В стационарном состоянии атома е, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантован знач момента импульса, удовлетворяющи усл гдет_е — масса электрона, v — его скорость по n-й орбите радиуса r_n, ћ = h/(2).

2 постулат Бора (правило частот): при переходе e с одной стационар­ной орбиты на др излуч (поглощается) один фотон с энергией равной разности энергий соответствующ стационарн состояний (Е_n и E_m — соот­ветственно энергии стационарн состояний атома до и после излучения (поглоще­ния)). При Е_m<Е_n происходит излуч фотона (переход атома из состоян с боль­ш энергией в состояние с меньш энергией, т. е. переход электрона с более удален­ от ядра орбиты на более близлежащ), при Е_m>Е_n — его поглощение (переход атома в состояние с больш энергией, т. е. переход е на более удален от ядра орбиту).Набор возмож дискретных частот  = (E_n—E_m)/h квантовых перехо­дов и опред линейчат спектр атома.